CN117795426A

CN117795426A - 钟表部件的制造方法

Info

Publication number: CN117795426A
Application number: CN202280054377.8A
Authority: CN
Inventors: 弗洛里安·卡拉姆; 哈维尔·穆尔托内
Original assignee: Rolex SA
Current assignee: Rolex SA
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2024-03-29
Also published as: WO2023012036A1

Abstract

本发明公开了一种钟表部件的制造方法，该方法的特征在于它包括以下步骤：提供(E1)包括上表面(21)的基板(20)；在基板(20)的全部或部分上表面(21)上施加(E2)防眩光处理；在基板(20)的上表面上沉积(E31)一层光刻胶(40)；根据预定图案将所述光刻胶(40)暴露(E32)于曝光辐射(45)；以及对光刻胶(40)显影(E33)，以便形成至少部分地由所述光刻胶(40)和由基板(20)的所述至少一个上表面(21)的一部分限定的模具。

Description

钟表部件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种钟表部件制造用的模具的制造方法。本发明还涉及一种使用这种模具制造钟表部件的方法。本发明还涉及一种使用这种方法获得的钟表部件本身。

背景技术

现有的用于制造钟表部件的制造方法不太适合或不适合制造复杂几何形状的部件，也就是说，包括斜面、例如形成方形浮雕的“clou de Paris”类型的图案或包括倒角和/或斜角(有时称为“切角(anglage)”或“角度加工(angling)”)的部件。这些方法有时成功地实现了某些复杂的几何形状，但以诸如后加工的繁琐步骤为代价。通常，现有的用于制造钟表部件的制造方法不允许以足够的精度制造所有复杂的形状。

发明内容

因此，本发明的目的是改进用于制造钟表部件的已知制造方法，尤其是能够以简单的方式并且以高精度制造复杂形状的钟表部件。

为此，本发明依赖于一种钟表部件制造用的模具的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获得包括上表面的基板；

在基板的上表面的全部或部分上施加具有抗反射效果的处理；然后

在基板的上表面上沉积一层光敏树脂；

根据预定图案用辐照辐射辐照所述光敏树脂；然后

对光敏树脂显影，

以便形成至少部分地由所述光敏树脂和由基板的所述上表面的一部分限定的模具。

本发明更具体地由权利要求限定。

附图说明

本发明的这些目的、特征和优点将在以下通过参照附图的非限制性示例给出的特定实施方式的描述中详细阐述，在附图中：

图1示意性示出了根据本发明的一个实施方式的钟表部件的制造方法的步骤。

图2a至图10a示出了根据本发明的第一实施方式的钟表部件的制造方法的步骤的剖视图。

图2b至图10b示出了根据本发明的第二实施方式的钟表部件的制造方法的步骤的剖视图。

图11示出了根据本发明的一个实施方式的指针的俯视立体图。

图12示出了根据本发明的上述实施方式的指针的一个端部的横向剖视图。

图13和图14示出了为了制造用于制造根据本发明的上述实施方式的指针的模具而在基板中产生凹部的步骤的横向剖视图。

图15示出了用于制造根据本发明的上述实施方式的指针的模具的横向剖视图。

图16示出了根据本发明的实施方式的在模具中制造指针的步骤的横向剖视图。

图17示出了根据本发明的一个实施方式的擒纵轮的俯视立体图。

图18示出了用于制造根据本发明的上述实施方式的擒纵轮的模具的横向剖视图。

图19示出了根据本发明的实施方式的在模具中制造擒纵轮的步骤的横向剖视图。

图20示出了可能导致杂散辐照辐射的特定配置。

图21示出了本发明的实施方式的一种变型的实现方式。

图22至图26示出了根据本发明的第三实施方式的钟表部件的制造方法的步骤的剖视图。

图27示出了图26所示的组件的变体的剖视图。

图28示出了根据本发明的第四实施方式的钟表部件的制造方法的步骤的剖视图。

具体实施方式

本发明通过特定模具的中间制造而实现了期望的目的，所述特定模具能够呈现复杂形状，从而通过在该特定模具中简单地模制复杂形状的钟表部件来获得该钟表部件。复杂形状的特征尤其在于包括至少一个侧壁的部件，该侧壁相对于该部件的两个相互平行的主面倾斜，或者相对于该部件的由特定模具的底部形成的表面倾斜。

本发明首先涉及一种钟表部件制造用的模具的制造方法。接下来，它包括一种钟表部件本身的制造方法，该方法的第一阶段Ph1在于实施用于制造模具的方法，第二阶段Ph2在于使用这种模具来制造钟表部件本身，如图1示意性所示。

首先将在图2a至图10a和图2b至图10b以及图22至图28的支持下描述根据通过说明性示例选择的特定实施方式的、钟表部件制造用的模具的制造方法。

该方法包括获得基板20的第一步骤E1，该基板20呈现基本上平面的形状，其厚度根据前两个实施方式较小，在几百微米到几毫米的范围内，该基板20具有潜在地基本平行的上表面21和下表面23。上表面21大体是平面的。作为一种变型，其可以不是平面的，例如是圆顶形的和/或包括一个或多个凹部。在所有情况下，为了简化描述，将参照该上表面21在其中延伸的平面P1，该平面P1在表面不完全为平面的情况下是切向平面，如下文具体说明的那样。下表面23同样在平面P3中延伸。基板20的厚度是两个平面P1-P3之间的距离。

此外，基板20可以由导电材料(例如金属或金属合金，例如不锈钢)制成，或者由非导电材料(例如硅、玻璃或陶瓷或聚合物或者复合材料)制成，例如为板或晶片或块的形式。基板优选地具有低粗糙度。它可能有利地经历了传统的制备步骤，包括对其进行脱脂、清洁、可能的钝化和/或活化。此外，基板可以具有识别标记，以便可以精确地定向它。

根据该实施方式，获得E1基板20的第一步骤包括可选步骤，该可选步骤在于从基板20的上表面21开始产生凹部30，以便形成由相对于平面P1倾斜的至少一个倾斜表面31限定的凹部30，在凹部之外的基板的所述上表面在该平面P1中延伸。考虑位于凹部30与基板20的上表面21的除了凹部的其余部分之间的交界4处的该平面P1，也就是说考虑在该交界4处将会连续的上表面。这个交界形成凸边。如上所述，如果表面整个都不是平面的，则该平面是与凹部之外的基板的上表面21相切的平面。同样地，如果凹部30的所述倾斜表面31不是平面的，则将参照与所述倾斜表面相切的切向平面Pi来考虑凹部30的所述倾斜表面31。通常，当凹部30包括既不垂直也不平行于上述平面P1的至少一个切向平面Pi时，凹部30包括至少一个倾斜表面。

有利地，倾斜表面31在该上表面21与凹部30之间的交界4处具有相对于上表面21(即，相对于平面P1)形成10度和80度之间的角度的倾斜度。

此步骤是可选的；基板不一定具有凹部。

图2a示出了具有弯曲、圆形、连续和凹形的表面的凹部30的第一示例。它具有横向剖面，也就是说在垂直于平面P1的平面上的剖面，该剖面是弯曲形状，总体上形成圆形的U形。在该示例中，凹部30基本上在其整个表面上呈现倾斜表面31。

图2b示出了具有锥形表面的形式的凹部30的第二示例，该锥形表面形成V形的横向剖面。作为一种变型，该凹部可以是三角形的并且具有相同的V形横向剖面。V的每个分支形成凹部30的倾斜表面31的直线部分。

当然，本发明并不关注本身是可选的凹部30的形状，并且不限于所示的两个实施方式。凹部30可以仅在其整个表面的子部分上包括倾斜表面。倾斜表面可以由多个平面和/或弯曲的小面形成，其中每个小面最终潜在地表示如上所定义的倾斜表面。此外，它可以是凹形的或凸形的。通常，在凹部或其他位置处的基板的上表面的倾斜表面被定义为是与上述平面P1形成0°或90°以外的角度的表面。倾斜表面31可以是连续的，也可以是不连续的。倾斜表面与平面P1形成的角度可以是恒定的，也可以不是恒定的。倾斜表面可以是平面的和/或弯曲的。在弯曲表面的情况下，上述角度例如可以由倾斜表面上的给定点处的切线与平面P1形成的角度来表征，该角度根据倾斜表面的轮廓而变化。该倾斜表面与平面P1形成的角度更具体地在垂直于平面P1的平面上的剖面(即，如上所定义的横向剖面)视图中可见。注意，在非平面的上表面21的情况下，将在交界4处相对于与上表面21相切的平面测量该角度。此外，可以在基板20中形成一个或多个凹部30。凹部30可以包括一个或多个倾斜表面31。

此外，凹部30可以通过本领域技术人员已知的任何方式形成，例如传统的机械加工、激光加工、激光蚀刻、化学蚀刻或电化学溶解。作为一种变型，凹部不是通过特定的加工步骤形成的，而是可以直接由基板20的制造产生，基板20的上表面21局部是非平面的。在所有情况下，凹部30都采取相对于基板20的上表面21的其余部分凹陷的表面的形式，该凹部在基板20的厚度中延伸一定深度d。

根据图22至图26所示的第三实施方式，基板20至少部分呈现层或块的形式，其中至少一个凹部30以凹陷区域的形式形成，特别是使用首字母缩写为TPP的双光子聚合技术；该基板20由树脂制成，或者由任何可以使用双光子聚合进行结构化的材料(例如某些有机改性陶瓷(ormocer)、光敏复合材料和某些玻璃陶瓷)制成。如图22所示，该基板20位于支撑件70上。在未被描绘的变型中，双光子聚合的基板20可以采用形状与描述的前两个实施方式的基板相似的板的形式。

注意，在该第三实施方式中使用的这种双光子聚合技术提供了许多优点，包括实现复杂形状的大能力，该复杂形状例如具有悬伸的重叠区域或者不连续的结构或者波浪形状。这种技术还可以实现高水平的精度、在100nm内的分辨率、小于10nm的粗糙度Ra。它还允许辐照大体积。这种技术例如可以形成圆顶形的和/或倾斜的局部倾斜侧壁。

替代地，由树脂或一些其他兼容材料制成的基板20可以使用立体光刻或灰度光刻技术形成有凹部，这些技术具有较差的分辨率并且具有形状限制。

凹部30的深度d对应于在基板20的上表面21的平面P1和平行于平面P1并穿过凹部30的离平面P1最远的点的平面P2之间测量的距离。该深度d是在垂直于平面P1和P2(即垂直于基板20的上表面21)的方向上测量的。优选地，凹部的深度d小于或等于1000μm，或甚至小于或等于500μm，或甚至小于或等于400μm。深度d还优选地大于或等于10μm，或甚至大于或等于50μm，或甚至大于或等于80μm，或甚至大于或等于100μm。

稍后将变得清楚的是，凹部30可以至少部分地用作钟表部件的制造模具。它将更具体地用于限定钟表部件的复杂形状，从而允许该部件有利地通过简单的模制来生产，而不需要额外的加工步骤。注意，凹部因此具有适合于钟表部件的将在该凹部中模制的部分的未来脱模的形状。为此，根据一个示例性实施方式，凹部的在任何深度处的与基板的上表面21在其中延伸的平面P1平行的平面中的剖面的面积小于凹部的开口侧(即，在凹部30与基板20的上表面21之间的交界4处)的剖面的面积。根据另一个示例性实施方式，与基板的上表面21在其中延伸的平面P1平行的凹部30的剖面面积随着远离所述平面P1的距离的增加而减小。还请注意，基板20具有形成用于制造钟表部件的模具的一部分的唯一功能；它不属于未来的钟表部件。注意，图22至图26所描绘的第三实施方式采用了支撑件70，该支撑件70不形成模具的表面，也不形成未来钟表部件的一部分。

作为一种选择(未被示出)，可以在基板20的上表面21的全部或部分上、尤其至少部分地在凹部30上方、特别是在其倾斜表面上沉积导电层。当基板不是由导电材料制成并且当制造的第二阶段Ph2需要导电的模具时，需要这样的导电层，这将在下文中具体说明。该导电层尤其可以用作引发旨在在钟表部件上生长未来的金属层的电铸、电沉积或电镀步骤的电极。以已知的方式，这种引发导电层可以包括覆盖有金层或铜层的铬、镍或钛的子层，并且因此呈现多层结构。这种导电层可以使用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)或脉冲激光烧蚀沉积(PLD)的工艺、使用热蒸发或使用本领域技术人员已知的任何方式来沉积。

根据该实施方式的方法接下来包括在基板上施加E2具有抗反射效果的处理的步骤，该步骤的目的将在后面解释。根据该实施方式，该步骤以在基板20上至少在其上表面21的不与用于辐照树脂(将在下文描述的后续步骤中实施)的入射辐照辐射垂直的部分上沉积抗反射层25的步骤的形式实施。抗反射层25的施加特别涉及所描绘的实施方式中的凹部30的倾斜表面31，已知的是通常优选垂直于基板20的上表面21的凹部之外的或更一般地倾斜表面之外的其余部分在其中延伸的平面P1施加辐照辐射。抗反射层25可以在基板20的上表面21的全部或部分上延伸(如图3a和图3b所示)，或者甚至还在支撑件70的一部分上延伸(如图23所示)。

优选地，抗反射层可以将辐照辐射(例如UV(紫外线)辐射)的反射减少超过98％，或甚至超过99％，或甚至超过99.9％。抗反射层可具有本领域技术人员已知的任何化学性质。它可包含有机来源的材料。特别地，它可以是一层商品名为II的材料。

具有抗反射效果的处理可包括通过旋涂或喷涂或浸涂或化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)或原子层沉积(ALD)或脉冲激光烧蚀沉积(PLD)或使用本领域技术人员已知的任何技术来沉积抗反射层25。在一种变型中，在基板上施加E2具有抗反射效果的处理的步骤可以包括对基板20的上表面21或者甚至支撑件70的表面的特殊结构化。基板的上表面21的这种物理结构化尤其可以通过喷砂来实现，例如通过使用激光。

根据该实施方式的方法接下来包括步骤E3，步骤E3在于通过在基板的上表面上沉积材料，尤其是树脂，来形成模具的至少一个侧壁，从而完成模具，因此模具是通过树脂与基板的一部分的组合来形成。有利地，沉积材料的步骤使得它形成制造模具的侧壁，这些侧壁补充基板，尤其是补充基板的上表面21的一部分并且可选地补充基板的该上表面21中的凹部，该凹部形成模具底部的全部或部分。

根据该实施方式，在该步骤期间使用光刻技术沉积树脂，该步骤包括下文将详细说明的几个子步骤。

首先，该步骤包括子步骤E31，该步骤在于在基板20的上表面21的全部或部分上并且可能在支撑件70(其可能覆盖有导电层并且覆盖有抗反射层25，如上所述)的上表面的全部或部分上沉积一层光敏树脂40，可选地尤其是至少部分地在凹部30的倾斜表面31处沉积一层光敏树脂40，如图4a、图4b和图24所示。

光敏树脂可以是负性的或正性的。在前一种情况下，它被设计成在辐照辐射的作用下变得不溶于或难以溶解于显影溶液中(即，使得暴露区域抵抗显影)，而在后一种情况中，它被设计成在辐照辐射的作用下变成可溶于显影溶液，而未暴露于辐射的部分保持不溶或难以溶解。

该方法接下来包括子步骤E32，该步骤在于通过掩模5用辐照辐射45辐照所述光敏树脂40，如图5a、图5b和图25所示。辐照辐射45可以是根据掩模5限定的图案辐照光敏树脂40的UV辐射，掩模5具有对应于该图案的开口和不透明区域。替代地，可以通过使用激光或电子束根据预定图案直接写入(因此不需要掩模)来实现辐照。辐照辐射45可以是X射线、UV、可见光、IR(红外)辐射或电子束。

根据一个实施方式，所使用的辐照辐射45垂直于或基本上垂直于掩模5延伸的平面，掩模5本身平行于基板20的上表面21的平面P1，使得仅辐照光敏树脂40的与掩模5中形成的开口直接一致的那些区域。因此，这些辐照区域由垂直于或基本垂直于平面P1的侧壁限定。因此，这些侧壁在定义上被称为“直立侧壁”。作为一个有利的变型，辐照辐射45可以相对于基板20的平面P1倾斜，或者更一般地相对于基板的上表面21倾斜，这样的入射辐射然后限定树脂的倾斜侧壁。

根据实施方式变型，如图6a、图6b、图7a和图7b、图8a、图8b、图26和图27所示，沉积树脂的步骤接下来包括对树脂显影的子步骤E33。注意，图27示出了第三实施方式的图26的组件的变体，其中该变体是在上述步骤E32之后显影后获得的结果，在该步骤E32期间，当基板20的树脂40正在聚合时，所述变体在辐照辐射的路径上倾斜和旋转。如果树脂是负性树脂，则显影在于消除未经辐照的树脂区域，例如将其溶解在化学产品中或使用等离子体处理。在正性光敏树脂的情况下，在显影期间消除已被辐照的区域，并且未被辐照的区域保持在基板上。在显影后，在已经去除树脂的地方，基板20被暴露。树脂的剩余部分限定了模具的侧壁，并且基板的由模具的侧壁界定的部分限定了模具的底部。因此，模具是通过基板的一部分和由树脂制成的一部分的组合来形成的。

如上所述，掩模5使得可以限定树脂的那些将被辐照或不被辐照的区域，从而最终限定树脂模具的几何形状，因此限定模具的几何形状。为了实现足够的模具精度，重要的是限制甚至防止任何杂散辐照，也就是说，任何可能到达树脂的不需要这种辐照的位置的辐照辐射。这种杂散辐照辐射46可以在没有对基板20进行任何抗反射处理的情况下以图5a和图5b所示的方式产生。具体地，杂散辐照辐射46可能是入射的辐照辐射45从基板20的表面反射从而导致到达树脂的不需要这种辐照的区域中的反射辐照的结果。特别地，杂散辐照辐射可能能够到达树脂的用于形成未来模具的侧壁的区域，然后这将会形成在其树脂侧壁上包括粗糙度的模具，这是不希望的，因为这可能导致在这种模具中最终生产的钟表部件的侧壁上存在小腔体(或小突起，这取决于树脂的类型)。

杂散辐照辐射的现象特别是可以由凹部30的倾斜表面31引起。作为一种变型，在入射辐照辐射45不垂直于基板20的情况下也可能出现这种杂散反射配置。杂散辐照辐射的存在是相对可预测的，因为它取决于所选配置的几何形状。因此，作为优选，每当存在杂散辐照辐射的风险时，实施根据本发明的方法，这尤其包括如前所述的在基板上施加具有抗反射效果的处理的步骤E32，从而完全或部分地消除了这种杂散辐照辐射的出现，因此保证了由掩模5限定的模具的精确制造。

图20举例说明了一种风险情况，其中入射辐照辐射45相对于基板20的平面上表面倾斜了0°和90°以外的角度。如果没有抗反射层，将形成杂散辐射46，并且杂散辐射46将在不应该受到影响的区域中穿过树脂。在另一种变型中，更具体地与基板具有起伏部(例如具有倾斜表面的凹部)的情况相对应，入射辐射和基板之间的0°和90°以外的角度α可能是基板的几何形状的结果。在具有凹部的基板的例子中，如图5a和图5b所示，入射辐射垂直于平面P1。因为凹部的表面是倾斜的，所以入射辐射可以被反射并形成杂散辐射46。在另一种变型中，可以通过使用将从基板的倾斜表面反射的倾斜入射的辐照辐射45来组合上述两种特定的几何形状。

总之，每当入射辐照辐射的方向不垂直于要被辐照的树脂沉积在其上的表面时，和/或每当基板包括不垂直于入射辐照辐射的方向的倾斜表面时，这导致位于由入射辐照辐射直接辐照的区域之外的树脂的杂散辐照的风险。这种杂散辐照通过侧向辐照不应该被辐照的树脂区域而损害了模具的分辨率。例如，在基板20具有平面且抛光的上表面21的情况下，在垂直于平面P1的方向上入射到正性树脂40上的辐照辐射45将从在基板20中产生的凹部30的倾斜表面31反射，产生杂散反射，该杂散反射形成不垂直于平面P1的杂散辐照辐射46，如图5a和图5b所示。

根据一个实施方式变型，基板和辐照辐射(或辐照辐射源)的相对位置可以在辐照过程中以被称为“动态”的模式改变。例如，基板可以被安装成能够旋转，使得可以通过使基板在其自身上旋转来用辐照辐射对其整个圆周进行处理，如图21所示。因此，可以通过在辐照树脂的同时旋转平面基板来获得围绕其整个外周倒角的环。

作为一种变型，光敏树脂可以经受辐照辐射，其中辐照辐射相对于基板的上表面的入射角可以随时间变化。

注意，如图23至图26示意性所示，前面的步骤也可以以相同的方式应用于图22所示的实施方式，这将不再详细描述。

在实施方式变型中，在具有合适折射率的介质中执行形成模具的至少一个侧壁的步骤E3，以便获得具有比在标准辐照配置中(即，通过在环境空气中使用相同的入射辐照辐射)实现的倾斜度更大的倾斜度的侧壁。例如，当使用光敏树脂时，该步骤可以在折射率接近树脂折射率的甘油中进行，以获得超过38°的辐照角。

图21说明了上述原理，因此说明了本发明的对应实施方式，该实施方式可应用于上述所有实施方式。在本发明的该实施方式中，将正在制造的整个模具浸入折射率不同于空气的折射率的介质80中。为了做到这一点，辐照辐射45被反射镜110反射，以便以垂直角度到达例如由玻璃制成的容器的壁，该容器装有折射率不同于空气折射率的介质80，例如甘油。在该示例中，选择对光敏树脂40进行辐照，以限定树脂侧壁相对于基板20的上平面倾斜的角度α。因此，在该示例中，基板20覆盖有一层光敏树脂40(例如SU8型)，在该光敏树脂40上放置掩模，例如通过铬的沉积而使得局部不透明以形成掩模5的透明碱石灰掩模。基板20相对于容器壁倾斜角度Θ，因此相对于入射光线45倾斜角度Θ。在该实施方式中，基板20被安装成能够在其自身上旋转。在折射率不同于空气的介质80与形成掩模5的层90的材料之间的交界处，辐射以相对于所述交界的法线测量的角度β折射。利用提出的这种配置，可以通过为各种材料选择合适的光学特性，以大于在空气中可以达到的角度(其中最大极限为38°)的角度辐照区域100中的光敏树脂。

例如，让我们考虑由折射率n__甘油＝1.67的甘油形成的折射率介质80。让我们考虑SU8型光敏树脂，其同样具有n__SU8＝1.67的折射率。空气的折射率为n＝1。层90的材料被选择为透明的碱石灰，折射率n__碱石灰＝1.53。

在该例子中，希望局部辐照SU8树脂，为其倾斜侧壁定义角度α＝50°。

根据Snell折射定律：

n_甘油.sinΘ＝n_碱石灰.sinβ＝n_SU8.sinα

由于n_甘油＝n_SU8，因此Θ＝α

因此，如果基板20倾斜的角度Θ＝50°，则该角度Θ也是辐射45在掩模表面上的入射角。在甘油和碱石灰之间的交界处，辐射以β＝56.7°的角度折射。因此，所提出的配置能够以50°的角度辐照SU8树脂，而在空气中，最大极限为38°。

根据一个实施方式变型，形成模具的一部分的树脂侧壁可以以文献EP3670441中描述的方式生产，结合了至少基于如上所述的传统光刻的步骤和至少基于双光子聚合技术并因此基于与在本发明的第三实施方式中用于在基板20的树脂中形成凹部的相同技术的步骤。这种方法有利地可以根据预定的模式获得三维聚合。

此外，通过包括至少一个基于传统光刻的步骤，树脂模具部分可以是多层的，具有由树脂制成的具有第一开口的第一层和由例如刚性膜得到的具有第二开口的第二树脂层。

因此，如上所述，对于对树脂显影的步骤的结果，模具由基板和所述树脂40的组合形成。如上所述，基板20、可能具有至少一个倾斜表面31的凹部30以及一个或多个树脂侧壁可以为要制造的钟表部件限定复杂形状。树脂40，尤其是其从基板20引出形成的完美限定的侧壁40，限定了要制造的钟表部件的侧壁。

注意，当基板20包括至少一个凹部30时，有许多可想到的用于将由树脂40制成的侧壁41定位在基板20上的配置。

根据图6a和图6b所示的第一配置，一个树脂侧壁41可以根据凹部30和基板的上表面21之间的交界4形成。在这种情况下，侧壁以与基板的上表面在形成在凹部30的端部处的凸边处(即，在凹部30的外周处)延伸的平面垂直的角度延伸。

模具的制造质量直接影响在该模具中制造的钟表部件的质量。现在看来，根据如上所述的限定凹部30的外周的凸边精确地定位树脂侧壁41并不是一件容易的事情。在树脂侧壁41的该接合处的任何未对准都可能在模具中产生缺陷，然后在所制造的钟表部件上产生例如突起等形式的缺陷。

为了降低这种风险，图7a和图7b、图26和图27所示的第二配置在于在凹部30内产生至少一个侧壁41，以免除在交界4处精确定位的需要。使用这种方法，在由定位在凹部内的侧壁41限定之前，形成形状比要制造的钟表部件大的凹部30。

根据图8a和图8b所示的第三配置，光敏树脂在所述凹部的外侧形成至少一个侧壁41，也就是说，树脂侧壁从基板的上表面21延伸到与凹部30的交界4的外侧。

本发明不限于所描述的实施方式。例如，图30示出了根据第四实施方式的模具的制造，该实施方式将前两个实施方式中的一个与第三实施方式相结合。具体地，模具首先包括通过应用与参照前两个实施方式所述的方法类似的方法在第一基板20中形成的至少一个凹部30和通过应用本发明的第三实施方式在位于第一基板20上的第二基板20’中形成的至少一个凹部30’。在该第四实施方式中，第一基板20因此也起到第二基板20’的支撑件的作用。

当然，也可以设想其他实施方式，特别是使用类似于图30的方法，其中可以使用不同的技术产生凹部。

最后，模具的制造方法可以包括部分或完全去除E4抗反射层25的可选步骤(未被示出)，例如在使对辐射敏感的光敏树脂显影的子步骤之后。注意，抗反射层25的这种去除并非在所有情况下都是强制性的。当实施这种去除时，该去除被应用于属于用于制造钟表部件的模具的基板20，即在树脂侧壁41之间。这种去除可以机械地或化学地进行，例如通过剥离或通过等离子体处理。

最后，如前所述，该方法能够形成底部由基板的上表面21的一部分形成并且侧面由树脂侧壁41限定的模具，该上表面可选地包括至少一个凹部30，并且可能包括抗反射层和/或导电层。基板20和至少一个凹部30因此形成模具的部分，并且在任何情况下它们都不形成要制造的未来钟表部件的一部分。

根据一个实施方式，所述至少一个凹部通过减法技术获得，尤其是通过加工获得。根据另一个实施方式，通过双光子聚合或立体光刻或灰度光刻技术，完全或部分地获得模具的至少一个凹部或甚至侧壁。

本发明还涉及一种钟表部件本身的制造方法，该方法的第一阶段Ph1在于实施如上所述的模具的制造方法。制造方法的第二阶段Ph2依赖于使用这样的模具来制造钟表部件本身。现在将描述该第二阶段的一个实施方式。

制造方法的第二阶段Ph2首先包括用所述钟表部件的材料填充E5由第一阶段产生的所述模具的全部或部分的步骤，所述材料将被称为部件10的材料，如图9a和图9b所示。该填充E5模具的步骤可以包括电沉积、电铸、电镀、滑动铸造或热成型步骤，或者通过铸造用部件的材料填充的步骤。

因此，根据一个有利的实施方式，该填充步骤可以通过电铸金属材料来执行。在这种情况下，考虑到钟表部件的金属材料在模具中的未来生长，模具需要至少部分地由导电材料制成，使得它可以用作引发用的电极。因此，如果基板不是由导电材料制成的，则在如上所述的制造模具的第一阶段将这种导电层添加到基板上。

在一种变型中，模具可用于滑动铸造，从而获得由陶瓷制成的钟表部件。根据另一种变型，可以将复合材料或金属玻璃倒入模具中或在模具中成形。

该方法接下来包括将在前一个步骤中获得的钟表部件1与模具分离E6(或者换句话说，脱模)的步骤，如图10a和图10b所示。对于该脱模步骤，基板20和至少一个凹部30因此表现出使它们适合于钟表部件1的脱模的特性。此外，形成模具的一部分的树脂被溶解。这种溶解可以使用本领域技术人员已知的任何方式来实现，例如化学溶解、使用深反应离子蚀刻DRIE或激光烧蚀。除此之外，并且可选地，还可以将该部件与基板分离。

从上面描述的方法中可以明显看出，钟表部件1的整个表面2(该表面与根据本发明的模具直接接触地形成)一旦脱模就呈现出完美的最终形状，而不需要额外的操作。因此，本发明允许非常简单地制造复杂形状的钟表部件1，该复杂形状尤其与基板上的凹部30对应和/或与模具的侧壁的一个或多个倾斜表面对应。因此，钟表部件1包括至少一个倾斜表面，该倾斜表面至少局部地不垂直于且不平行于钟表部件的其它表面，尤其是不垂直于且不平行于部件的相互平行的两个主面或相对于由特定模具的底部形成的表面倾斜。

可选地，可以在模具的底部的相对面3上执行精加工步骤，该面不是由根据本发明的方法获得的模具直接形成的。该精加工步骤可以在于抛光或研磨钟表部件的该相对面3，例如以确保其是平坦的。此外或作为一种变型，该精加工步骤可以在于通过使用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或脉冲激光烧蚀沉积(PLD)的工艺沉积涂层来改变钟表部件的至少一部分表面的颜色或摩擦学特性。注意，该精加工步骤应用于钟表部件的不与模具直接接触的相对面3。因此，它可以在将钟表部件与模具分离E6的步骤之前或之后进行。作为一种变型，精加工步骤、特别是着色步骤，可以应用于整个钟表部件。

根据一个实施方式，钟表部件的材料是金属或金属合金，尤其是基于镍或基于金或基于铜。根据另一个实施方式，部件的材料可以基于陶瓷，或基于复合材料，即可以完全或部分地由陶瓷或复合材料组成，有利地包含至少50重量％的陶瓷或复合材料。因此，钟表部件主要由金属或金属合金(例如基于镍、基于金或基于铜)制成，或者主要由陶瓷或复合材料制成。

如上所述的钟表部件的制造方法适用于多种不同的钟表部件的制造。举例来说，钟表部件可以是外部钟表部件，例如贴花或指针，或者是机芯的部件，例如擒纵轮、擒纵杆或弹簧。

本发明还涉及钟表部件本身。具体地说，显而易见的是，本发明的一个主要优点是，它允许制造先前无法生产的复杂形状的钟表部件。

特别地，本发明允许制造特征在于其主要为整体形式，优选地作为单件生产的钟表部件。它可以包括由本发明的模具形成的表面，该表面包括在第一平面中延伸的第一表面和相对于该第一表面倾斜的第二表面，并且尤其是圆顶形的和/或凹形的和/或凸形的和/或刻面的和/或包括至少一个凸边，其对应于如上所定义的模具的一个或多个凹部的一个或多个倾斜表面。该倾斜表面可以包括至少一个凸边，例如在产生“clous de Paris”类型的图案时，该图案可能具有抛光或结构化的表面。倾斜表面可以采取包括多个倾斜部分、尤其包括呈现小波形式的轮廓的表面的形式。倾斜表面还可以包括凸边和/或倒角和/或斜角(有时称为“切角(anglage)”或“角度加工(angling)”)。这样的倾斜表面可以具有预定的粗糙度。

根据实施方式变型，钟表部件可以包括一个或多个美观或功能性插入件。为此，制造方法可以包括中间步骤，该中间步骤涉及在用部件的材料填充模具的步骤之前将至少一个插入件放置到制造模具中，并且涉及将部件的这种材料固定到该至少一个插入件上。这种插入件可以是装饰性的宝石或钟表意义上的珠宝。

此外，有利地，除了其可能具有的任何插入件之外，钟表部件被制造为整个实体，或者甚至被制造为单件。作为替代方案，钟表部件或钟表可以由至少两个相关的不同部分组成，其中至少一个部分源自根据本发明的制造方法。

本发明还涉及一种钟表，其包括至少一个根据本发明的钟表部件。

本发明还涉及一种用于制造钟表部件的模具，其特征在于，该模具包括基板，该基板的上表面的至少一部分形成模具的底部，该模具另外至少部分地由沉积在所述基板上的树脂、尤其是光敏树脂限定，该树脂形成模具的侧壁的至少一部。

树脂可以根据基板中的凹部的外周形成模具的至少一个侧壁，和/或树脂可以在凹部内和/或凹部外形成从基板的上表面延伸的模具的至少一个侧壁。在所有情况下，树脂都构成模具的全部或部分侧壁。形成模具底部的一部分的基板的上表面可以是平面的或非平面的，例如圆顶形的，并且可以包括也可以不包括至少一个凹部。

基板中的凹部的所述至少一个倾斜表面可以具有在该表面与凹部之间的交界处考虑的、相对于所述凹部之外的基板的上表面形成10度和80度之间的角度的倾斜度。该倾斜表面可以是圆形的或由多个平面小面形成，可以包括一个或多个凸边，并且可以特别地是凹形的或凸形的。

因此，本发明实现了期望的目的，并且更一般地提供了以下优点：

-制造方法易于实施且价格低廉

-制造方法能够获得形状复杂的钟表部件。

现在将在通过非限制性示例的方式选择的多个特定钟表部件的实际制造的背景下说明本发明。

根据第一示例，钟表部件是钟表表盘。

制造方法实施根据上述实施方式的步骤。下文将对此进行简要描述。

在初步步骤中，该方法在于获得陶瓷基板，该陶瓷基板的上表面是非平面的，但包括装饰特征，例如在抛光刻面的“clou de Paris”图案中。本发明允许添加装饰特征和标志，以便由该基板形成表盘。通过使用PVD在基板的上表面上沉积薄金属涂层，使基板具有导电性。

接下来，通过使用PVD来沉积由无机层堆叠组成的薄的抗反射涂层而在基板上施加抗反射处理，这些无机层去掉将要施加的辐照UV辐射的超过99.9％的反射。

接下来，在三个子步骤中制造由树脂制成的侧壁。首先，将光敏树脂SU-8涂覆到基板的整个表面上。通过掩模垂直于平面P1辐照该树脂，然后对树脂显影。注意，由于基板表面的非平面几何形状，入射辐射束和树脂之间的角度并非处处为直角。抗反射层防止杂散反射。

该方法接下来实施使用氧等离子体去除E4抗反射涂层以便在树脂模具的开口中露出导电金属涂层的步骤。由此获得模具，该模具至少部分地由所述光敏树脂限定，更具体地由形成模具侧面的前述树脂侧壁限定，并且由形成模具的底部的基板的所述至少一个上表面(涂覆有薄金属涂层)的一部分限定，使得可以更具体地形成包括装饰特征的模具底部。

第五步骤在于通过电镀用金填充E5上文生产的模具。注意，这样沉积可以形成表盘的装饰特征和标志。

最后，该方法实施通过等离子体侵蚀溶解树脂而将部件与其模具分离E6的步骤。这种侵蚀也可以去除抗反射层和/或导电层。该方法最后实施使用抛光来对装饰特征和标志的面进行精加工的步骤，该步骤完成电镀过程。

因此，在这种情况下，所制造的钟表部件是包括陶瓷基部的表盘(在所述方法中，陶瓷基部充当基板并局部充当模具底部)，陶瓷基部包括在模具中制造的由金制成的装饰特征和标志。在该特定实施方式中，部分形成模具的底部的基板继续形成钟表部件的一部分。

根据第二示例，钟表部件是图11和图12所示的指针50，指针50包括具有复杂可见表面的端部，该端部包括多个不同的倾斜部分52，该多个不同的倾斜部分52为从指针的可见上表面相对于相邻的圆顶形上表面51突出的三个圆顶形帽部分的形式。这三个基本上球形的帽部分具有基本上垂直于指针50的上表面51的相应的旋转轴线A1、A2、A3。

用于制造该指针50的方法实施根据上述实施方式的步骤。下文将对此进行简要描述。

图13和图14更具体地示出了该方法的第一步骤E1，该第一步骤包括在由平坦不锈钢板或晶片组成的基板20中形成凹部30的子步骤。因此，在形成凹部之前，基板20的上表面21是平面的。下表面23同样是平面的，并且是平行的。凹部30通过两阶段电化学溶解而形成。第一溶解阶段通过形成图13所示的临时凹部30t，提供了指针50的圆顶形面的初始粗糙形状。接下来，在预先获得的临时凹部30t的底部形成凹形帽部分形式的三个凹部30a、30b、30c，以最终确定凹部30的几何形状，这在图14中示出。该凹部30对应于特别是在图12中可见的指针50的端部的复杂形状。注意，该凹部30因此限定了多个倾斜表面31。凹部的深度d为50μm。

该方法的第二步骤E2在于在基板20上沉积抗反射层25。抗反射层25由由商品名为II的材料制成的层形成。它是使用旋涂法沉积而成。

该方法的第三步骤E3是形成由树脂40制成的模具侧壁41的步骤。该步骤包括几个类似于上文所述的子步骤。首先，在基板的整个表面上涂覆作为光敏树脂SU-8的树脂40。接下来，通过掩模垂直于基板20的上表面21辐照树脂，然后对树脂显影。抗反射涂层防止了将由于凹部的形状而引起的杂散反射。注意，在该实施方式中，侧壁41定位在凹部30内。在树脂已经被辐照和显影之后，树脂40的剩余部分和可见基板20限定模具。

该方法的第四步骤在于去除E4树脂开口中的抗反射层25，也就是说，去除模具底部的抗反射层25，以露出基板20，如图15所示。在这种情况下，使用氧等离子体处理去除抗反射层。由此获得模具，该模具至少部分地由所述光敏树脂限定，更具体地由形成模具侧面的前述树脂侧壁限定，并且由形成模具底部的基板的所述至少一个上表面的一部分限定。

该方法的第五步骤E5在于通过电铸通过填充上文获得的模具来制造指针50，如图16所示。因为基板20是用导电材料制造的，所以电铸方法可以开始并继续沿着由光敏树脂制成的侧壁41在导电区域上开始的生长的连续性。指针50可以例如由镍或金制成。

该方法的第六步在于将复杂形状的指针与其模具分离E6。树脂被溶解并且指针50与基板分开。指针的倾斜面呈现出与基板20中制成的凹部30(以及与其包括的凹部30a、30b、30c)相对应的抛光表面，该抛光表面具有严格符合所需几何形状的尺寸和斜率。在该步骤E6结束时直接使用由基板上的凹部30的模腔限定的该可见表面，而无需后处理，也就是说，无需返工和摩擦精加工。该模制表面的几何形状不进行表面校正。

指针的相对面53是电镀材料生长结束的结果：该相对面53可以在脱模之前或之后被抛光并达到所需的水平。

因此，指针可以呈现例如直的侧壁或斜切的侧壁。

接下来可以使用本领域技术人员已知的任何技术(ALD、PVD、PLD、移印等)对钟表部件进行着色。

根据第三示例，钟表部件是图17所示的擒纵轮60，根据制造方法的另一种变型，擒纵轮的形状、特别是斜齿需要相对于辐照束成角度并旋转的支撑件。

制造方法在于获得基板20，该基板20由平面且抛光的不锈钢板或晶片组成。基板20的上表面21在加工之前是平面的并且与上文限定的平面P1相对应。

该方法的第二步骤E2在于在基板20上沉积抗反射层25a。抗反射层25a具有200纳米的厚度，并且由商品名为的产品制成。所形成的抗反射层25a能够完全衰减基板上的UV反射。它也是一种电绝缘体。

第三步骤E3是形成由树脂制成的模具侧壁41的步骤。该步骤包括几个类似于上文所述的光刻子步骤。首先，在基板20的整个表面上涂覆作为光敏树脂SU-8的树脂40a。通过掩模对其进行辐照，从而通过应用基板的上表面21与辐照源之间的角度α(该角度由基板的取向引起)来产生轮的第一水平的倾斜侧壁，特别是在齿尖的水平处。为了在每个齿上具有相同的角度，夹具能够相对于未来轮的中心旋转(动态模式)。因为齿的角度大于38°，所以在辐照过程中，包括夹具和覆盖有SU-8的基板的整个组件都浸泡在甘油中。然后对树脂进行显影。

通过旋涂在包括层25a的基板和由树脂40a制成的结构上施加抗反射层25b。然后在三个子步骤中形成模具的第二水平的树脂侧壁。在由层25b覆盖的整个表面上涂覆作为光敏树脂SU-8的树脂40b。通过掩模对其进行辐照，从而通过应用基板20的平面P1与辐照辐射之间的90°的角度来产生轮的模具的第二水平。由于基板的形状，需要抗反射层25b，在该阶段，该基板部分地包括由树脂40a制成的部分的侧壁，该侧壁相对于辐照辐射倾斜。

根据辐照角度，树脂可以是：

-反射性的，其会产生杂散辐射，或

-透明的，使得入射辐射将到达基板，产生反射辐射，该反射辐射在到达树脂/空气交界时将再次代表杂散辐射的风险。

上述观察结果意味着抗反射涂层确实是必要的。

可以注意到，在整个高度上直立的侧壁是在该步骤期间直接产生的。对树脂进行显影。这个阶段获得的结果细节在图18中示出。

该方法的第四步骤在于使用氧等离子体去除E4树脂的开口中(也就是说在模具的底部中)的抗反射层，从而露出金属基板20。在这种情况下，使用氧等离子体处理去除抗反射层。由此获得模具，该模具至少部分地由所述光敏树脂限定，更具体地由形成模具侧面的前述树脂侧壁限定，并且由形成模具底部的基板的所述至少一个上表面的一部分限定。

该方法的第五步骤E5在于通过电铸通过填充上文获得的模具制造擒纵轮，如图19所示。有利地，使用基于镍和磷的无定形顺磁合金。因为生长过程是各向同性的，所以模具的填充从板或晶片的导电上表面开始，并根据模具形成的倒角在倾斜侧壁处继续生长得更宽。

该方法的第六步骤在于通过溶解树脂并与基板分离来分离E6擒纵轮60。

电镀材料生长结束后产生的轮的背面在脱模之前或之后通过达到所需水平和抛光来精加工。

所获得的部件是擒纵轮60，其具有在其齿61处部分倾斜的侧面。由于制造擒纵轮的模具的倾斜树脂侧壁具有良好的分辨率，因此这些侧面不需要任何机械表面校正。这同样适用于轮的从基板“出来”的那个面(即，在脱模步骤之前与基板20接触的那个面)。

Claims

1.一种钟表部件制造用的模具的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

获得(E1)至少一个基板(20、20’)，所述基板包括上表面(21)；

在所述基板(20、20’)的所述上表面(21)的全部或部分上施加(E2)具有抗反射效果的处理；然后

在所述基板(20、20’)的所述上表面上沉积(E31)一层光敏树脂(40)；

根据预定图案用辐照辐射(45)辐照(E32)所述光敏树脂(40)；然后对所述光敏树脂(40)显影(E33)，

以便形成至少部分地由所述光敏树脂(40)和由所述基板(20、20’)的所述上表面(21)的一部分限定的模具。

2.根据前述权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，辐照(E32)所述光敏树脂(40)的步骤使用辐照辐射(45)，该辐照辐射以不垂直于已经施加了具有抗反射效果的处理的所述基板(20、20’)的所述上表面(21)的入射角被施加到所述基板的至少一个区域上，尤其是在所述区域中以相对于所述基板(20、20’)的所述上表面(21)形成10度和80度之间的角度的入射角，和/或用辐照辐射(45)辐照(E32)所述光敏树脂(40)的步骤是在所述辐照辐射相对于所述基板(20、20’)的所述上表面(21)的入射角随时间变化的情况下和/或在所述辐照辐射相对于所述基板(20、20’)的所述上表面(21)的位置随时间变化的情况下进行的。

3.根据前述任一项权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，施加(E2)具有抗反射效果的处理的步骤包括在所述基板(20、20’)上沉积抗反射层(25)，抗反射层(25)的这种沉积是通过涂覆或旋涂或喷涂或浸涂或化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)或原子层沉积(ALD)或脉冲激光烧蚀沉积(PLD)来进行的。

4.根据前述任一项权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，用辐照辐射(45)辐照(E32)所述光敏树脂(40)的步骤是在具有不同于空气的折射率的介质例如甘油中进行的，以便与空气中的相同配置相比增加所述树脂中的辐射相对于所述基板(20、20’)的所述上表面(21)的所述入射角。

5.根据前述权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，所述基板(20、20’)、所述树脂(40)和用于辐照所述树脂(40)的掩模(5)被定位在装有具有不同于空气的折射率的所述介质的容器内。

6.根据前述任一项权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，所述方法包括在对所述光敏树脂显影(E33)的步骤之后部分或完全地去除抗反射层(25)的步骤(E4)，对所述光敏树脂显影(E33)在用辐照辐射进行辐照(E32)之后进行。

7.根据前述任一项权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，所述基板(20、20’)由导电材料制成，特别是采用由诸如不锈钢的金属制成的板或晶片的形式，或者，所述基板由非导电材料制成，特别是采用由硅、玻璃或陶瓷或聚合物或复合材料制成的板或晶片的形式，并且可能所述方法包括在由非导电材料制成的所述基板上沉积金属层的步骤。

8.根据前述任一项权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，获得(E1)基板(20、20’)的步骤包括从所述基板(20、20’)的所述上表面(21)开始产生凹部(30、30’)的步骤，以便在实施在所述基板(20、20’)的所述上表面(21)的全部或部分上施加(E2)具有抗反射效果的处理的步骤之前，形成由相对于平面(P1)倾斜的至少一个倾斜表面(31)限定的凹部(30、30’)，使得该具有抗反射效果的处理在所述凹部(30、30’)的所述倾斜表面(31)的至少一部分上进行，在所述凹部(30、30’)之外的所述基板(20、20’)的所述上表面(21)在所述平面(P1)中延伸。

9.根据前述权利要求所述的模具的制造方法，其特征在于，产生凹部(30、30’)的步骤形成所述至少一个倾斜表面(31)，所述倾斜表面具有相对于所述凹部之外的所述基板(20、20’)的所述上表面(21)形成10度和80度之间的角度的倾斜度，所述倾斜度是在该上表面(21)和所述凹部(30、30’)之间的交界(4)处测量的，产生凹部(30、30’)的步骤尤其形成为圆形或由多个小面组成或包括至少一个凸边和/或为凹形或凸形的所述至少一个倾斜表面(31)。

10.根据权利要求8或9所述的模具的制造方法，其特征在于，产生凹部(30、30’)的步骤使用双光子聚合或立体光刻或灰度光刻技术。

11.一种钟表部件(1)的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括与前述任一项权利要求所述的模具的制造方法相对应的第一阶段，以及形成所述钟表部件(1)的第二阶段，所述第二阶段包括用所述部件(10)的材料填充(E5)所述模具的全部或部分的步骤。

12.根据前述权利要求所述的钟表部件的制造方法，其特征在于，填充(E5)所述模具的步骤包括电沉积、电铸、电镀、滑动铸造或热成型步骤，或通过铸造填充所述部件(10)的材料的步骤。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的钟表部件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括将通过填充(E5)所述模具的步骤获得的所述钟表部件(1)与所述模具的全部或部分分离(E6)的步骤。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的钟表部件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括抛光或研磨所述钟表部件(1)的不与所述模具接触的面(3)以确保其平面度的精加工步骤，并且可选地包括通过使用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或脉冲激光烧蚀沉积(PLD)的工艺沉积涂层来改变所述钟表部件(1)的至少一部分表面的颜色或摩擦学特性的步骤。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的钟表部件的制造方法，其特征在于，所述部件(10)的所述材料是金属或金属合金，特别是基于镍、基于金或基于铜的金属合金，或者所述部件(10)的所述材料基于陶瓷或复合材料。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的钟表部件的制造方法，其特征在于，所述钟表部件是钟表装饰部件，例如贴花、表盘或指针，或者是机芯的部件，例如擒纵轮或擒纵杆或弹簧。