EP4381349A1 - Procédé de fabrication d'un composant horloger - Google Patents

Procédé de fabrication d'un composant horloger

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Publication number
EP4381349A1
EP4381349A1 EP22758446.3A EP22758446A EP4381349A1 EP 4381349 A1 EP4381349 A1 EP 4381349A1 EP 22758446 A EP22758446 A EP 22758446A EP 4381349 A1 EP4381349 A1 EP 4381349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
manufacturing
mold
component
resin
Prior art date
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Pending
Application number
EP22758446.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Florian Calame
Xavier Multone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolex SA
Original Assignee
Rolex SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolex SA filed Critical Rolex SA
Publication of EP4381349A1 publication Critical patent/EP4381349A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/201—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by an oblique exposure; characterised by the use of plural sources; characterised by the rotation of the optical device; characterised by a relative movement of the optical device, the light source, the sensitive system or the mask
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/003—3D structures, e.g. superposed patterned layers
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/04—Hands; Discs with a single mark or the like
    • G04B19/042—Construction and manufacture of the hands; arrangements for increasing reading accuracy
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
    • G04D3/0002—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for mechanical working other than with a lathe
    • G04D3/0043—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for mechanical working other than with a lathe for components of the time-indicating mechanisms
    • G04D3/0046—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for mechanical working other than with a lathe for components of the time-indicating mechanisms for hands

Definitions

  • the present invention relates to a process for manufacturing a mold for manufacturing a watch component. It also relates to a process for manufacturing a watch component which uses such a mould. It also relates to a watch component as such, obtained by such a process.
  • the existing manufacturing processes for watch components are little or not suited for the manufacture of a component with complex geometry, that is to say comprising inclined faces, for example forming a "clous de Paris" type pattern, or including chamfers, bevels, bevels. These processes sometimes manage to achieve certain complex geometries, but through tedious steps such as post-machining. Generally speaking, the existing manufacturing processes for watch components do not make it possible to manufacture all the complex shapes with sufficient precision.
  • the object of the present invention is to improve the known methods of manufacturing a timepiece component, and in particular to be able to manufacture a timepiece component of complex shape in a simple manner and with high precision.
  • the invention is based on a process for manufacturing a mold for manufacturing a watch component, characterized in that it comprises the following steps: o Providing a substrate comprising an upper surface; o Apply an anti-reflective treatment to all or part of the upper surface of the substrate; then o deposit a layer of photosensitive resin on the upper surface of the substrate; o Insolating said photosensitive resin with irradiation radiation according to a predefined pattern, then o Developing the photosensitive resin, so as to form a mold delimited at least partially by said photosensitive resin and by a part of said upper surface of the substrate.
  • FIG. 1 schematically represents the steps of a method for manufacturing a watch component according to one embodiment of the invention.
  • FIGS. 2a to 10a represent cross-sectional views of the steps of a method of manufacturing a timepiece component according to a first embodiment of the invention.
  • FIGS. 2b to 10b represent cross-sectional views of the steps of a method for manufacturing a timepiece component according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 11 shows a top perspective view of a needle according to one embodiment of the invention.
  • Figure 12 shows a cross-sectional view of one end of the needle according to the embodiment of the invention.
  • Figures 13 and 14 show cross-sectional views of the steps for making a hollow in a substrate to make a mold for making the needle according to the embodiment of the invention.
  • Figure 15 shows a cross-sectional view of a needle manufacturing mold according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 16 represents a cross-sectional view of a manufacturing step of the needle in the mold according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 17 represents a top perspective view of an escape wheel according to one embodiment of the invention.
  • Figure 18 shows a cross-sectional view of a manufacturing mold of the escape wheel according to the embodiment of the invention.
  • Figure 19 shows a cross-sectional view of a step in the manufacture of the escape wheel in the mold according to the embodiment of the invention.
  • Figure 20 illustrates a particular configuration likely to induce parasitic insolation radiation.
  • Figure 21 illustrates the implementation of a variant of the embodiments of the invention.
  • Figures 22 to 26 show sectional views of the steps of a method of manufacturing a watch component according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 27 shows a sectional view of a variant of an assembly shown in figure 26.
  • FIG. 28 represents a sectional view of a step of a method for manufacturing a timepiece component according to a fourth embodiment of the invention.
  • the invention achieves the desired objects by the intermediate manufacture of a particular mould, which may have a complex shape, in order to obtain a horological component of complex shape by simple molding in this particular mould.
  • a complex shape is in particular characterized by a component comprising at least one flank inclined relative to two main faces parallel to each other of the component, or inclined relative to the surface of the component formed by the bottom of the particular mold.
  • the invention firstly comprises a process for manufacturing a mold for manufacturing a watch component. It then comprises a method for manufacturing a watch component as such, the first phase Ph1 of which consists of the implementation of the method of manufacturing a mold and the second phase Ph2 of the use of such a mold. to manufacture a watch component as such, as represented schematically by FIG.
  • the method comprises a first step E1 consisting in providing a substrate 20 which is in a substantially planar form of small thickness according to the first two embodiments, from a few hundred micrometers to a few millimeters, comprising an upper surface 21 and a lower surface 23, optionally substantially parallel.
  • Top surface 21 is generally planar. As a variant, it may not be flat, for example be curved and/or comprise one or more recesses. In all cases, we will refer to the plane P1 in which this upper surface 21 extends to simplify the description, this plane P1 being a tangent plane in the case of a surface that is not perfectly flat, as will be specified later. .
  • the lower surface 23 likewise extends in a plane P3.
  • the thickness of the substrate 20 is the distance between the two planes P1 -P3.
  • the substrate 20 can be made of a conductive material, such as a metal or a metal alloy, such as stainless steel, or of a non-conductive material, such as silicon, glass or ceramic, or a polymer, or composite, for example in the form of a wafer or block.
  • the substrate preferably has low roughness. It can advantageously undergo a traditional preparation step, comprising its degreasing, its cleaning, possibly its passivation and/or its activation.
  • the substrate can be provided with markers so that it can be oriented precisely.
  • the first step consisting in providing E1 with a substrate 20 comprises an optional step consisting in making a hollow 30 from the upper surface 21 of the substrate 20, so as to form a hollow 30 delimited by at least least one inclined surface 31 relative to the plane P1 in which said upper surface of the substrate extends outside the recess.
  • This plane P1 is considered at the level of the interface 4 between the recess 30 and the rest of the upper surface 21 of the substrate 20, disregarding the recess, that is to say by considering an upper surface which would be continuous at this interface 4.
  • This interface forms an edge.
  • this plane is the plane tangent to the upper surface 21 of the substrate outside the hollow if it is not flat at all points.
  • the recess 30 comprises at least one inclined surface when it comprises at least one tangent plane Pi which is not perpendicular or not parallel to the aforementioned plane P1.
  • the inclined surface 31 has an inclination forming an angle of between 10 and 80 degrees relative to the upper surface 21 (that is to say to the plane P1) at the interface 4 between this upper surface 21 and the recess 30.
  • This step is optional, the substrate does not necessarily contain any hollow.
  • FIG. 2a represents a first example of recess 30 with a curved, rounded, continuous and concave surface. It has a cross section, that is to say a section by a cut by a plane perpendicular to the plane P1, of curved shape, generally forming a rounded U.
  • the recess 30 has an inclined surface 31 over substantially its entire surface.
  • Figure 2b shows a second example of recess 30 in the form of a conical surface forming a V-shaped cross-section.
  • the recess may be triangular in shape and have the same V-shaped cross-section.
  • Each branch of the V forms a rectilinear section of an inclined surface 31 of the recess 30.
  • a recess 30 may comprise an inclined surface over only a sub-portion of its total surface.
  • An inclined surface can be formed from a multitude of flat and/or curved facets, each of which ultimately potentially represents an inclined surface as defined above. It can also be of concave or convex shape.
  • an inclined surface of the upper surface of the substrate, at the level of a hollow or not, is therefore defined as a surface having a distinct angle of 0° or 90° with the aforementioned plane P1.
  • An inclined surface 31 can be continuous or discontinuous. The angle that an inclined surface forms with the plane P1 may or may not be constant.
  • An inclined surface can be flat and/or curved.
  • the angle mentioned can for example be characterized by the angle formed by a tangent at a given point of the inclined surface and the plane P1, this angle changing according to the profile of the inclined surface.
  • the angle formed by this inclined surface with the plane P1 is more particularly visible on a sectional view passing through a plane perpendicular to the plane P1, that is to say through a section transverse as previously defined. As a side note, this angle will be measured with a plane tangent to the upper surface 21 at the level of the interface 4 in the case of an upper surface 21 which is not planar.
  • one or more recesses 30 can be made in the substrate 20.
  • a recess 30 can comprise one or more inclined surfaces 31.
  • the recess 30 can be made by any means known to those skilled in the art, such as traditional mechanical machining, laser machining, laser etching, chemical etching or electrochemical dissolution.
  • a hollow is not produced by a specific machining step, but may result directly from the manufacture of the substrate 20, the upper surface 21 of which is not locally flat. In all cases, a recess 30 appears as a surface recessed relative to the rest of the upper surface 21 of the substrate 20, dug to a certain depth d in the thickness of the substrate 20.
  • the substrate 20 is presented at least in part as a layer or a block, in which at least one recess 30 is made in the form of a recessed zone, in particular by the two-photon polymerization technology, known by its Anglo-Saxon acronym TPP for “Two-Photon Polymerization”; this substrate 20 is made of resin, or of any material which can be structured by two-photon polymerization (for example certain ormocers, photosensitive composites, certain “glass ceramics”). This substrate 20 is positioned on a support 70, as illustrated by FIG. achievement described.
  • this two-photon polymerization technology offers numerous advantages, among which a great possibility of complex shapes, with overlapping cantilevered zones for example, or a discontinuous structure. , or a wave shape.
  • This technique also makes it possible to achieve very high precision, with definition less than 100 nm, and a roughness Ra less than 10 nm. It also allows intervention on a large volume of insolation. This technique makes it possible, for example, to produce locally curved and/or angled inclined sides.
  • a resin substrate 20 or other compatible material could be made with a hollow, using a stereolithography or gray photolithography technique, with lower resolution and shape limitations.
  • the recess 30 can be used at least in part as a mold for manufacturing a timepiece component. It will serve more precisely to define a complex shape of a timepiece component, to enable it to be produced advantageously by simple molding, without requiring an additional machining step. As a side note, the recess therefore has a shape suitable for the future demolding of the part of the timepiece component which will be molded in this recess.
  • the cross-sectional area of the recess, along a plane parallel to the plane P1 in which the upper surface 21 of the substrate extends, at any depth, is less than the emerging cross-section of the recess, that is to say at the level of the interface 4 between the recess 30 and the upper surface 21 of the substrate 20.
  • the area of the section of the recess 30, parallel to the plane P1 in which extends the upper surface 21 of the substrate decreases away from said plane P1.
  • the sole function of the substrate 20 is to form part of the mold for manufacturing the timepiece component, it does not belong to the future timepiece component.
  • the third embodiment represented in FIGS. 22 to 26 implements a support 70 which does not form a surface of the mold, nor a part of the future timepiece component.
  • a conductive layer can be deposited on all or part of the upper surface 21 of the substrate 20, in particular at least partially on a recess 30, particularly on its inclined surface.
  • a conductive layer is necessary when the substrate is not in a conductive material, and when the second manufacturing phase Ph2 requires a conductive mold, as will be specified later.
  • This conductive layer may in particular be intended to act as an electrode for initiating an electroforming, electrodeposition or galvanic deposit step, with a view to future metallic growth of the watch component.
  • this conductive priming layer may comprise a sub-layer of chromium, nickel or titanium covered with a layer of gold or copper, and thus take the form of a multilayer structure.
  • Such a conductive layer can be deposited by a process of physical vapor deposition (PVD), or chemical vapor deposition (CVD), or atomic layer deposition (ALD), or pulsed laser ablation deposition (PLD ), by thermal evaporation, or by any means known to those skilled in the art.
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • PLD pulsed laser ablation deposition
  • the method according to the embodiment then comprises a step consisting in applying E2 a treatment with an antireflection effect to the substrate, the function of which will be explained below.
  • this step is implemented by a step consisting in depositing an antireflection layer 25 on the substrate 20 at least on a part of its upper surface 21 which is not perpendicular to an incident insolation radiation intended to insolate the resin, which will be implemented in a next step described below.
  • the application of an antireflection layer 25 particularly concerns the surface inclined 31 of the recess 30 in the embodiments represented, knowing that it is generally preferred to apply an insolation radiation perpendicular to the plane P1 in which extends the rest of the upper surface 21 of the substrate 20 outside of the hollow or more generally of an inclined surface.
  • the antireflection layer 25 can extend over all or part of the upper surface 21 of the substrate 20, as represented by FIGS. 3a and 3b, or even in addition over part of a support 70, as represented by FIG. 23.
  • the antireflection layer makes it possible to attenuate more than 98%, or even more than 99%, or even more than 99.9% of the reflection of an insolation radiation, in particular by UV (ultra-violet) radiation.
  • the antireflection layer can be of any chemical nature known to those skilled in the art. It may comprise a material of organic nature. In particular, it may be a layer of the material known by its trade name of AZ®-BARLi® II.
  • the anti-reflective treatment may include the deposition of an anti-reflective layer by spin coating, or spray coating, or dip coating, or chemical vapor deposition (CVD), or physical phase deposition. vapor (PVD), or atomic layer deposition (ALD), or pulsed laser ablation deposition (PLD), or by any manner known to those skilled in the art.
  • the step consisting in applying E2 a treatment with an antireflection effect to the substrate can comprise a particular structuring of the upper surface 21 of the substrate 20, or even of the surface of a support 70.
  • Such a physical structuring of the upper surface 21 of the substrate can in particular be done by sandblasting, for example by using a laser.
  • the method according to the embodiment then comprises a step consisting in forming at least one flank E3 of the mold, by depositing a material, in particular a resin, on the upper surface of the substrate, so as to complete the mold, which is thus formed by the combination of the resin with part of the substrate.
  • the step consisting in depositing a material is such that it forms flanks of the manufacturing mould, these flanks completing the substrate, and in particular a part of the upper surface 21 of the substrate, and optionally a hollow of this upper surface 21 of the substrate, which forms all or part of the bottom of the mould.
  • a resin is deposited during this step by a photolithography technique, the step comprising several sub-steps which will be detailed below.
  • this step comprises a sub-step consisting in depositing E31 a layer of photosensitive resin 40 on all or part of the upper surface 21 of the substrate 20 and optionally of a support 70 (optionally covered with a conductive layer and covered of an antireflection layer 25 as explained previously), optionally in particular at least partially at the level of an inclined surface 31 of a recess 30, as illustrated by FIGS. 4a and 4b and 24.
  • the photoresist can be negative or positive. In the first case, it is designed to become insoluble or poorly soluble in a developer under the action of insolation radiation (i.e. the exposed areas resist development), whereas, in the second case, it is designed to become soluble in a developer under the action of insolation radiation, while the part not exposed to radiation remains insoluble or hardly soluble.
  • the method comprises a sub-step consisting in insolating E32 said photosensitive resin 40 by an insolation radiation 45 through a mask 5, as represented by FIGS. 5a and 5b and 25.
  • the insolation radiation 45 can be a UV radiation to expose the photosensitive resin 40 according to a pattern defined by the mask 5, which comprises openings and opaque zones corresponding to this pattern.
  • the exposure can be performed by direct writing (therefore not requiring a mask) using a laser or an electron beam according to the predefined pattern.
  • Insolation radiation 45 can be X-ray, UV, visible, IR (infra-red) light radiation or an electron beam.
  • the insolation radiation 45 used is perpendicular or substantially perpendicular to the plane in which the mask 5 extends, the latter itself being parallel to the plane P1 of the upper surface 21 of the substrate 20, so to irradiate only the zones of the photosensitive resin 40 located in line with the openings provided in the mask 5. These irradiated zones are thus defined by flanks perpendicular or substantially perpendicular to the plane P1. These flanks are then designated by the term “right flank” by definition.
  • the insolation radiation 45 can be inclined relative to the plane P1 of the substrate 20, or more generally relative to the upper surface 21 of the substrate, such incident radiation then defining inclined sides of the resin.
  • the step consisting in depositing a resin comprises a sub-step consisting in developing E33 the resin, as illustrated by FIGS. 6a, 6b, 7a and 7b, 8a, 8b, 26 and 27 according to variant embodiments.
  • FIG. 27 illustrates an overall variant of FIG. 26 of the third embodiment, in which the variant is the result obtained after development, following an aforementioned step E32, during which said variant is tilted and driven in rotation with respect to the irradiation radiation during the polymerization of the resin 40 of the substrate 20.
  • the development consists in eliminating the areas of resin that are not exposed, for example by dissolving with a chemical product or by plasma treatment.
  • the irradiated areas are eliminated during development and the non-irradiated areas are kept on the substrate.
  • the substrate 20 appears where the resin has been removed.
  • the remaining resin portions define the sides of the mold and the portion of substrate circumscribed by the sides of the mold defines the bottom of the mold.
  • a mold is thus formed by the combination of a part of the substrate and a part of resin.
  • the mask 5 makes it possible to define the zones of the resin which must be exposed or not, in order finally to define the geometry of the mold of the resin and therefore of the mold.
  • parasitic insolation radiation 46 could exist in the manner represented in FIGS. 5a and 5b in the absence of antireflection treatment of the substrate 20. Indeed, parasitic insolation radiation 46 can come from a reflection on a surface of the substrate 20 from the incident insolation radiation 45, inducing reflected radiation reaching the resin in undesirable areas.
  • parasitic insolation radiation would be likely to reach areas of the resin intended to form the sides of the future mould, which would then form a mold comprising roughness on its resin sides, which is not desirable since this could induce the presence of small cavities (or small protuberances, depending on the type of resin), on the flanks of the watch components ultimately produced in such a mould.
  • the parasitic insolation radiation phenomenon can be particularly induced by an inclined surface 31 of a recess 30.
  • a parasitic reflection configuration can also occur in the case of incident insolation radiation 45 not perpendicular to the substrate 20
  • the existence of stray insolation radiation is relatively predictable since it depends on the geometry of the chosen configuration.
  • the method according to the invention is implemented, comprising in particular the step consisting in applying E2 a treatment with an antireflection effect to the substrate, as described previously, thus eliminating in whole or in part the occurrence of such parasitic insolation radiation, and thus guaranteeing the precise formation of a mold as defined by the mask 5.
  • FIG. 20 illustrates, by way of example, a risky situation in which incident insolation radiation 45 is inclined at an angle different from 0 and from 90° relative to the flat upper surface of substrate 20. Without an antireflection layer, parasitic radiation 46 would be formed, and would pass through the resin in an area which should not be reached.
  • the angle a different from 0° and from 90° between the incident radiation and the substrate can be due to the substrate geometry.
  • the incident radiation is perpendicular to the plane P1. As the surfaces of the hollow are inclined, the incident radiation could be reflected and form parasitic radiation 46.
  • the insolation radiation 45 incident on a resin 40 positive in a direction perpendicular to the plane P1 is reflected on the inclined surfaces 31 of the hollow 30 made in the substrate 20, generating parasitic reflections forming parasitic insolation radiation 46, not perpendicular to the plane P1, as illustrated by Figures 5a and 5b.
  • the relative position of the substrate and of the insolation radiation can change during the insolation, in a so-called “dynamic” mode.
  • the substrate can be mounted mobile in rotation, to be able to be treated over its entire circumference by an insolation radiation by its rotation on itself. same, as illustrated by FIG. 21.
  • a bevelled ring over its entire circumference can thus be obtained by rotation of a flat substrate during the exposure of the resin.
  • the photoresist may be subjected to insolation radiation, the angle of incidence of the insolation radiation relative to the upper surface of the substrate being variable over time.
  • the step of forming at least one flank E3 of the mold is carried out in a medium with the appropriate refractive index, in order to obtain flanks with an inclination greater than that which would be reached in configuration standard of insolation, that is to say by the use of the same incident insolation radiation in the ambient air.
  • this step can be carried out in glycerine, whose refractive index is close to that of the resin, in order to obtain exposure angles greater than 38°.
  • FIG. 21 illustrates the principle described above, and thus illustrates the corresponding embodiment of the invention, which can be applied to all the embodiments described previously.
  • the whole of the mold being manufactured is bathed in the medium 80 with a refractive index different from air.
  • an insolation radiation 45 is reflected by a mirror 110 so as to arrive perpendicularly to the wall of an enclosure, for example made of glass, containing the medium 80 with a refractive index different from air, for example glycerin.
  • it is chosen to insolate the photosensitive resin 40, by defining an inclined angle a of the side of the resin relative to the upper plane of the substrate 20.
  • the substrate 20 is covered with a layer of photoresist 40, for example of the SU8 type, on which is placed a mask, for example a mask in transparent soda lime locally rendered opaque by a deposit of chromium, forming a mask 5.
  • the substrate 20 is inclined at an angle 0 relative to the wall of the enclosure, and therefore relative to the incident ray 45.
  • the substrate 20 is rotatably mounted on itself.
  • the radiation is refracted at an angle [3 measured relative to the normal of said interface.
  • n_Giycerin 1.67.
  • n_sus 1.67.
  • the proposed configuration thus makes it possible to expose the SU8 resin with an angle of 50°, whereas in the air, the maximum limit is 38°.
  • the resin flanks forming part of the mold can be produced in the manner described in document EP3670441, combining at least one step based on traditional photolithography as described above and at least one step based on two-photon polymerization technology, therefore using the same technique as that used to form the hollow in the resin of the substrate 20 in the third embodiment of the invention.
  • Such an approach advantageously makes it possible to obtain three-dimensional polymerization according to a predefined pattern.
  • the resin mold part can be multilayered, involving at least one step based on traditional photolithography with a first resin layer, comprising a first opening, and a second resin layer resulting for example from a rigid film, comprising a second opening.
  • a mold is thus formed by the combination of the substrate and said resin 40, as explained above.
  • flank 41 of resin 40 on the substrate 20 when the latter comprises at least one recess 30.
  • a flank 41 of the resin can be formed in line with the interface 4 between a recess 30 and the upper surface 21 of the substrate.
  • a flank extends perpendicular to the plane in which the upper surface of the substrate extends at the level of the ridge formed at the end of the recess 30, that is to say at the periphery of the hollow 30.
  • the manufacturing quality of the mold directly affects the watch component manufactured in this mould.
  • the precise positioning of a flank 41 of resin in line with the edge defining the periphery of the recess 30 as described is not easy. A shift at this junction of a flank 41 of resin can generate a defect on the mold, then a defect, for example of the bead type or other, on a manufactured watch component.
  • a second configuration represented by FIGS. 7a and 7b, 26 and 27, consists in producing at least one side 41 inside a recess 30, to overcome the precise positioning on the interface 4.
  • a recess 30 is made in a shape larger than the watch component to be manufactured, before being delimited by a flank 41 positioned within the recess.
  • the photosensitive resin forms at least one flank 41 outside of said recess, that is to say that the resin flank extends from the upper surface 21 of the substrate, outside the interface 4 with a recess 30.
  • the method makes it possible to form a mold whose bottom is formed by a part of the upper surface 21 of the substrate, optionally including at least one recess 30, and optionally comprising an anti-reflection layer and/or a layer conductive, and whose sides are defined by flanks 41 in resin.
  • the substrate 20 and the at least one recess 30 therefore form parts of the mould, and in no case belong to the future watch component that will be manufactured.
  • the at least one hollow is made by a subtractive technique, in particular by machining.
  • the at least one recess, or even the sides of the mould is obtained, in whole or in part, by a two-photon polymerization or stereolithography or gray photolithography technique.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a watch component as such, the first phase Ph1 of which consists of the implementation of the method of manufacturing a mold as described previously.
  • the second phase Ph2 of the manufacturing process is based on the use of such a mold to manufacture a watch component as such. An embodiment of this second phase will now be described.
  • the second phase Ph2 of the manufacturing process first comprises a step consisting in filling E5 all or part of said mold resulting from the first phase with a material of said watchmaking component, which we will call material of component 10, as illustrated by FIGS. 9a and 9b.
  • This step of filling E5 the mold may include a step of electroplating, electroforming, electroplating, slip casting, thermoforming or a step of filling by casting the material of the component.
  • this filling step can be done by electroforming a metallic material.
  • the mold it is necessary for the mold to be at least partly made of conductive material, to act as an electrode for ignition, with a view to future metallic growth of the watch component in the mold.
  • the substrate is not made of a conductive material, such a conductive layer is added to the substrate in the first mold manufacturing phase, as described previously.
  • the mold can be used to cast slip in order to obtain a ceramic watch component.
  • the method then comprises a step consisting in detaching E6 (in other words unmolding) from the mold the timepiece component 1 obtained by the previous step, as represented by FIGS. 10a and 10b.
  • detaching E6 in other words unmolding
  • the substrate 20 and the at least one recess 30 therefore have characteristics making them suitable for demolding the timepiece component 1 .
  • the resin forming part of the mold is dissolved. This dissolution can be carried out by any means known to those skilled in the art, such as chemical dissolution, the use of the DRIE reactive ion etching technique, or laser ablation.
  • the component can be detached from the substrate.
  • the entire surface 2 of the watch component 1 formed in direct contact with the mold according to the invention has a perfect final shape as soon as it is removed from the mold, without the need for any additional operation.
  • the invention thus makes it possible to very simply manufacture a watch component 1 comprising a complex shape, in particular corresponding to a recess 30 of a substrate and/or to one or more inclined surfaces of a side of the mould.
  • the timepiece component 1 thus comprises at least one inclined surface, which is at least locally non-perpendicular and non-parallel to other surfaces of the timepiece component, in particular to two main faces, parallel to each other, or inclined relative to the surface of the component formed by the bottom of the particular mould.
  • a finishing step can be implemented at the face 3 opposite the bottom of the mold, which is not formed directly by the mold obtained by the method according to the invention.
  • This finishing step may consist of polishing or grinding this opposite face 3 of the timepiece component, for example to ensure its flatness.
  • this finishing step may consist in modifying the color or the tribological properties of at least part of the surface of the watch component by depositing a coating formed by a PVD physical vapor deposition process, or CVD chemical vapor deposition, or ALD atomic layer deposition, or PLD pulsed laser ablation deposition.
  • this finishing step is applied to the opposite face 3 of the watch component not directly in contact with the mould. It can therefore be carried out before or after the step consisting in detaching the watch component from the mold E6.
  • the finishing step particularly a coloring step, can be applied to the entire watch component.
  • the invention also relates to a watch component as such. Indeed, it appears that a great advantage of the invention is to make it possible to manufacture horological components of complex shapes, which were not achievable before.
  • the invention makes it possible to manufacture a timepiece component which is characterized in that it is mainly presented in a one-piece form, preferably in one piece. It may comprise a surface formed by the mold of the invention which comprises a first surface which extends in a first plane, and a second surface inclined relative to this first surface, in particular curved and/or concave and/or convex and/ or faceted and/or comprising at least one sharp edge, which corresponds to one or more inclined surfaces of one or more recesses in the mold as defined above.
  • This inclined surface may include at least one sharp edge, for example in the production of Paris nail type patterns, possibly polished or structured surfaces.
  • the inclined surface may be in the form of a surface comprising several inclined portions, in particular comprising a profile in the form of wavelets.
  • the inclined surface can also include sharp edges, and/or chamfers, and/or bevels and/or bevels. Such an inclined surface may have a predefined roughness.
  • the timepiece component is manufactured in one piece, or even in one piece, with the exception of a possible insert.
  • the timepiece component or the timepiece may be made up of at least two separate associated parts, at least one part of which comes from the manufacturing process according to the invention.
  • the invention also relates to a timepiece which comprises at least one timepiece component according to the invention.
  • the invention also relates to a mold for the manufacture of a watch component, characterized in that it comprises a substrate of which at least a part of the upper surface forms a bottom of the mold, the mold being further delimited at least partially by a resin deposited on said substrate, in particular by a photosensitive resin, which forms at least part of the sides of the mould.
  • Said at least one inclined surface of a recess in the substrate may have an inclination forming an angle of between 10 and 80 degrees relative to the upper surface of the substrate outside of said recess, considered at the interface between this surface and the recess.
  • This inclined surface may be rounded or formed of a multitude of flat facets, may comprise one or more sharp edges, may in particular be of concave or convex shape.
  • the manufacturing process makes it possible to obtain a watch component with a complex shape.
  • the timepiece component is a timepiece dial.
  • the manufacturing method implements the steps according to the embodiments described above. It will be briefly described below.
  • the process consists in providing a ceramic substrate, the upper surface of which is not flat but comprises a decoration, for example according to a clou de Paris pattern having polished facets.
  • the invention makes it possible to add decorations and indexes to form the dial from this substrate.
  • the substrate is made conductive by PVD deposition of a thin metallic coating on its upper surface.
  • an antireflection treatment is applied to the substrate by the PVD deposition of a thin antireflection coating, consisting of a stack of inorganic layers. cutting off more than 99.9% of the reflection of the insolation UV radiation which is going to be applied.
  • resin sidewalls are made, in three sub-steps.
  • an SU-8 photoresist is deposited by coating over the entire surface of the substrate. It is exposed perpendicular to plane P1 through a mask, then the resin is developed. As a remark, due to the non-planar geometry of the surface of the substrate, the angle between the incident beam of insolation and the resin is not right everywhere.
  • the anti-reflective layer prevents parasitic reflections.
  • the method then implements a step consisting in the removal E4 of the anti-reflective treatment using an oxygen plasma, in order to reveal the electrically conductive metal coating in the openings of the resin mould.
  • a mold is thus obtained, delimited at least partially by said photosensitive resin, more precisely by said aforementioned resin flanks forming the sides of the mold, and by a part of said at least one upper surface of the substrate (coated with a thin metallic coating ), forming the bottom of the mold, making it possible to form more precisely a bottom of the mold comprising a decoration.
  • a fifth step is to fill E5 the mold made above by gold electroplating. As a side note, these deposits make it possible to form decorations and the indexes of the dial.
  • the method implements a step consisting in detaching the component E6 from its mold, by dissolution of the resin by plasma attack. This attack can also remove the antireflection layer and/or the conductive layer.
  • the method finally implements a step consisting in finishing by polishing the face of the decorations and indexes by which the galvanic growth ends.
  • the manufactured watch component is therefore here a dial consisting of a ceramic base (which served as a substrate and locally as a mold base during the process described) which comprises decorations and gold indexes which have been manufactured in the mold.
  • the substrate part of which forms the bottom of the mold, therefore then forms part of the timepiece component.
  • the timepiece component is a hand 50, represented in FIGS. 11 and 12, which comprises one end having a complex visible surface, comprising several distinct inclined portions 52 in the form of three domed caps projecting from the surface visible top of the needle, with respect to the upper surface 51 surrounding domed.
  • These three substantially spherical caps have respective axes of revolution A1, A2, A3, substantially perpendicular to the upper surface 51 of the needle 50.
  • FIGS. 13 and 14 more particularly represent the first step E1 of the method which comprises a sub-step consisting in making a hollow 30 in a substrate 20, which consists of a flat stainless steel plate.
  • the upper surface 21 of the substrate 20 before making the recess is therefore flat.
  • the lower surface 23 is likewise flat and parallel.
  • the hollow 30 is made by electrochemical dissolution, in two stages.
  • a first dissolution prefigures the curved face of the needle 50, forming a temporary hollow 30t, represented by FIG. 13.
  • three hollows 30a, 30b, 30c in the form of concave caps are formed at the bottom of the temporary hollow 30t previously obtained , so as to finalize the geometry of the recess 30, represented by FIG. 14.
  • This recess 30 corresponds to the complex shape of the end of the needle 50, particularly visible in FIG. 12. As a side note, this recess 30 defines thus several inclined surfaces 31 .
  • the excavation depth d is 50 pm.
  • the second step E2 of the method consists in depositing an antireflection layer 25 on the substrate 20.
  • the antireflection layer 25 is formed by a layer in the material designated by its trade name AZ®-BARLi® II. It is deposited by a spin coating method.
  • the third step E3 of the process is the step of forming the sidewalls 41 in resin 40 of the mould. It includes several sub-steps, similar to those described previously. First, an SU-8 photoresist 40 is coated over the entire surface of the substrate. Then, the resin is exposed perpendicular to the upper surface 21 of the substrate 20 through a mask, then the resin is developed. The antireflection layer prevents parasitic reflections which would be induced due to the shape of the recesses. As a side note, the flanks 41 are positioned inside the recess 30 in this embodiment. After exposure and development of the resin, the remaining parts of resin 40 and the exposed substrate 20 define the mold.
  • a fourth step of the process consists in the removal E4 of the antireflection layer 25 in the openings of the resin, that is to say at the bottom of the mold so as to reveal the substrate 20, as represented by FIG. antireflection is removed here by treatment with an oxygen plasma.
  • a mold is thus obtained, delimited at least partially by said photosensitive resin, more precisely by said aforementioned resin flanks forming the sides of the mold, and by a part of said at least one upper surface of the substrate, forming the bottom of the mold.
  • the fifth step E5 of the process consists in manufacturing the needle 50 by electroforming by filling the mold obtained previously, as represented by FIG. 16.
  • the substrate 20 being made of an electrically conductive material
  • the electroforming process can start and continue in the continuity of the growth initiated on the conductive zone, along the flanks 41 in photosensitive resin.
  • the needle 50 can be made for example of nickel or gold.
  • the sixth step of the process consists in detaching E6 the complex-shaped needle from its mold. The resin is dissolved and the needle 50 is separated from the substrate.
  • the inclined face of the needle has polished surfaces corresponding to the recess 30 (and to the recesses 30a, 30b, 30c that it comprises) made in the substrate 20, of dimensions and slopes strictly conforming to the required geometry.
  • This visible surface defined by the imprint of the recess 30 of the substrate is used directly at the end of this step E6, without post-processing, that is to say without rework or tribofinishing.
  • the geometry of this surface from the mold is not retouched.
  • the opposite face 53 of the needle results from the end of growth by electroforming: this opposite face 53 can be polished and leveled before or after demolding.
  • the watch component can then be colored by any technique known to those skilled in the art (ALD, PVD, PLD, pad printing, etc.).
  • the timepiece component is an escape wheel 60, represented in FIG. 17, the shape of which, in particular the beveled toothing, requires the support to be tilted and turned relative to the beam of insolation, according to another variant of the manufacturing process.
  • the second step E2 of the method consists in depositing an antireflection layer 25a on the substrate 20.
  • the antireflection layer 25a has a thickness of 200 nanometers of a product known by its trade name AZ®-BARLi®.
  • the antireflection layer 25a formed makes it possible to completely attenuate the UV reflection on the substrate. It is also an electrical insulator.
  • the third step E3 is the step of forming the resin sidewalls 41 of the mold. It includes several photolithography sub-steps, similar to those described previously.
  • an SU-8 photosensitive resin 40a is deposited by coating over the entire surface of the substrate 20. It is exposed through a mask, in order to produce the inclined sides of the first level of the wheel, in particular at the level of the end of the teeth, by applying an angle a between the upper surface 21 of the substrate and the source of insolation (the angle is then due to the orientation of the substrate). So that this same angle is present on each tooth, the mounting is mobile in rotation (dynamic mode) with respect to the center of the future wheel. Since the angle of the teeth is greater than 38°, the entire laying and substrate covered with SU-8 is immersed in glycerine during exposure. The resin is then developed.
  • an antireflection layer 25b is deposited by spin-coating.
  • the resin sidewalls of the second level of the mold are then formed in three sub-steps.
  • An SU-8 photosensitive resin 40b is deposited by coating over the entire surface covered with layer 25b. It is exposed through a mask, in order to produce the second level of the wheel mould, by applying an angle of 90° between the plane P1 of the substrate 20 and the exposure radiation.
  • the antireflection layer 25b is necessary due to the conformation of the substrate, which, at this stage, is partially made up of the sides of the resin part 40a, inclined with respect to the insolation radiation.
  • the resin can be:
  • a fourth step of the process consists in the removal E4 of the antireflection layer in the openings of the resin, that is to say at the bottom of the mold, using an oxygen plasma, so as to reveal the metal substrate 20 .
  • the antireflection layer is here removed by treatment with an oxygen plasma.
  • the fifth step E5 of the process consists in manufacturing the escape wheel by electroforming by filling the mold obtained previously, as represented by FIG. 19.
  • an amorphous paramagnetic alloy based on nickel and phosphorus, is used.
  • the growth process being isotropic, the filling of the mold is initiated at the level of the upper conductive surface of the wafer and continues, by widening, at the level of the inclined sides, according to the bevel formed by the mold.
  • the rear face of the wheel resulting from the end of the growth by electroplating is finished by leveling and polishing before or after its removal from the mould.
  • the component obtained is an escape wheel 60 having partially inclined sides at the level of its teeth 61 . These flanks do not need any mechanical retouching, due to the good resolution of the inclined resin flanks of the mold in which the escape wheel is manufactured. It is the same for the face of the wheel "issue" of the substrate, that is to say which was in contact with the substrate 20 until the demolding step.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un moule pour la fabrication d'un composant horloger, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : O Se munir (E1) d'un substrat (20) comprenant une surface supérieure (21); O Appliquer (E2) un traitement à effet antireflet sur tout ou partie de la surface supérieure (21) du substrat (20); puis O Déposer (E31) une couche de résine (40) photosensible sur la surface supérieure du substrat (20); O Insoler (E32) ladite résine (40) photosensible à un rayonnement d'insolation (45) selon un motif prédéfini; puis O Développer (E33) la résine (40) photosensible, de sorte à former un moule délimité au moins partiellement par ladite résine (40) photosensible et par une partie de ladite au moins une surface supérieure (21) du substrat (20).

Description

Procédé de fabrication d’un composant horloger
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un moule pour la fabrication d’un composant horloger. Elle porte aussi sur un procédé de fabrication d’un composant horloger qui utilise un tel moule. Elle porte aussi sur un composant horloger en tant que tel, obtenu par un tel procédé.
Les procédés de fabrication existants des composants horlogers sont peu ou pas adaptés pour la fabrication d’un composant de géométrie complexe, c’est-à-dire comprenant des faces inclinées, par exemple formant un motif de type « clous de Paris >>, ou comprenant des chanfreins, des biseaux, des anglages. Ces procédés parviennent parfois à atteindre certaines géométries complexes, mais par l’intermédiaire d’étapes fastidieuses comme des post-usinages. D’une manière générale, les procédés de fabrication existants des composants horlogers ne permettent pas de fabriquer toutes les formes complexes avec une précision suffisante.
Ainsi, la présente invention a pour objet d’améliorer les procédés connus de fabrication d’un composant d’horlogerie, et notamment de pouvoir fabriquer un composant horloger de forme complexe de manière simple et avec une grande précision.
A cet effet, l’invention repose sur un procédé de fabrication d’un moule pour la fabrication d’un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : o Se munir d’un substrat comprenant une surface supérieure ; o Appliquer un traitement à effet antireflet sur tout ou partie de la surface supérieure du substrat ; puis o Déposer une couche de résine photosensible sur la surface supérieure du substrat ; o Insoler ladite résine photosensible à un rayonnement d’insolation selon un motif prédéfini, puis o Développer la résine photosensible, de sorte à former un moule délimité au moins partiellement par ladite résine photosensible et par une partie de ladite une surface supérieure du substrat.
L’invention est plus particulièrement définie par les revendications.
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
La figure 1 représente schématiquement les étapes d’un procédé de fabrication d’un composant horloger selon un mode de réalisation de l’invention.
Les figures 2a à 10a représentent des vues en coupe des étapes d’un procédé de fabrication d’un composant horloger selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Les figures 2b à 10b représentent des vues en coupe des étapes d’un procédé de fabrication d’un composant horloger selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 1 1 représente une vue en perspective de dessus d’une aiguille selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 12 représente une vue en coupe transversale d’une extrémité de l’aiguille selon le mode de réalisation de l’invention.
Les figures 13 et 14 représentent des vues en coupe transversale des étapes de réalisation d’une creusure dans un substrat pour fabriquer un moule pour la fabrication de l’aiguille selon le mode de réalisation de l’invention. La figure 15 représente une vue en coupe transversale d’un moule de fabrication de l’aiguille selon le mode de réalisation de l’invention.
La figure 16 représente une vue en coupe transversale d’une étape de fabrication de l’aiguille dans le moule selon le mode de réalisation de l’invention.
La figure 17 représente une vue en perspective de dessus d’une roue d’ancre selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 18 représente une vue en coupe transversale d’un moule de fabrication de la roue d’ancre selon le mode de réalisation de l’invention.
La figure 19 représente une vue en coupe transversale d’une étape de fabrication de la roue d’ancre dans le moule selon le mode de réalisation de l’invention.
La figure 20 illustre une configuration particulière susceptible d’induire un rayonnement d’insolation parasite.
La figure 21 illustre la mise en oeuvre d’une variante des modes de réalisation de l’invention.
Les figures 22 à 26 représentent des vues en coupe des étapes d’un procédé de fabrication d’un composant horloger selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La figure 27 représente une vue en coupe d’une variante d’un ensemble représenté en figure 26.
La figure 28 représente une vue en coupe d’une étape d’un procédé de fabrication d’un composant horloger selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. L’invention atteint les objets recherchés par la fabrication intermédiaire d’un moule particulier, pouvant présenter une forme complexe, afin d’obtenir un composant horloger de forme complexe par un simple moulage dans ce moule particulier. Une forme complexe est notamment caractérisée par un composant comprenant au moins un flanc incliné relativement à deux faces principales parallèles entre elles du composant, ou incliné relativement à la surface du composant formée par le fond du moule particulier.
L’invention comprend d’abord un procédé de fabrication d’un moule pour la fabrication d’un composant horloger. Elle comprend ensuite un procédé de fabrication d’un composant horloger en tant que tel, dont la première phase Ph1 consiste en la mise en oeuvre du procédé de fabrication d’un moule et la deuxième phase Ph2 en l’utilisation d’un tel moule pour fabriquer un composant horloger en tant que tel, comme représenté schématiquement par la figure 1 .
Nous allons d’abord décrire le procédé de fabrication d’un moule pour la fabrication d’un composant horloger selon des modes de réalisation particuliers choisis à titre d’exemples d’illustration, sur la base des figures 2a à 10a et 2b à 10b, puis 22 à 28.
Le procédé comprend une première étape E1 consistant à se munir d’un substrat 20 qui se présente sous une forme sensiblement plane de faible épaisseur selon les deux premiers modes de réalisation, de quelques centaines de micromètres à quelques millimètres, comprenant une surface supérieure 21 et une surface inférieure 23, éventuellement sensiblement parallèles. La surface supérieure 21 est généralement plane. En variante, elle peut ne pas être plane, par exemple être bombée et/ou comprendre une ou plusieurs creusures. Dans tous les cas, nous ferons référence au plan P1 dans lequel cette surface supérieure 21 s’étend pour simplifier la description, ce plan P1 étant un plan tangent dans le cas d’une surface non parfaitement plane, comme cela sera précisé par la suite. La surface inférieure 23 s’étend de même dans un plan P3. L’épaisseur du substrat 20 est la distance entre les deux plans P1 -P3. D’autre part, le substrat 20 peut se présenter en un matériau conducteur, comme un métal ou un alliage métallique, comme un acier inoxydable, ou en un matériau non conducteur, comme en silicium, en verre ou en céramique, ou en polymère, ou en composite, par exemple sous forme de plaquette ou de bloc. Le substrat présente de préférence une faible rugosité. Il peut avantageusement subir une étape de préparation traditionnelle, comprenant son dégraissage, son nettoyage, éventuellement sa passivation et/ou son activation. De plus, le substrat peut être muni de repères de sorte à pouvoir être orienté précisément.
Selon ce mode de réalisation, la première étape consistant à se munir E1 d’un substrat 20 comprend une étape optionnelle consistant à réaliser une creusure 30 à partir de la surface supérieure 21 du substrat 20, de sorte à former une creusure 30 délimitée par au moins une surface inclinée 31 relativement au plan P1 dans lequel s’étend ladite surface supérieure du substrat en dehors de la creusure. Ce plan P1 est considéré au niveau de l’interface 4 entre la creusure 30 et le reste de la surface supérieure 21 du substrat 20, en faisant abstraction de la creusure, c’est-à-dire en considérant une surface supérieure qui serait continue au niveau de cette interface 4. Cette interface forme une arête. Comme mentionné ci-dessus, ce plan est le plan tangent à la surface supérieure 21 du substrat en dehors de la creusure si elle n’est pas plane en tout point. De même, ladite surface inclinée 31 de la creusure 30 sera considérée en référence avec un plan tangent Pi à ladite surface inclinée si cette dernière n’est pas plane. De manière générale, la creusure 30 comprend au moins une surface inclinée dès lors qu’elle comprend au moins un plan tangent Pi non perpendiculaire ou non parallèle au plan P1 susmentionné.
Avantageusement, la surface inclinée 31 présente une inclinaison formant un angle compris entre 10 et 80 degrés relativement à la surface supérieure 21 (c’est à dire au plan P1 ) à l’interface 4 entre cette surface supérieure 21 et la creusure 30. Cette étape est optionnelle, le substrat ne contient pas nécessairement de creusure.
La figure 2a représente un premier exemple de creusure 30 de surface courbe, arrondie, continue et concave. Elle présente une section transversale, c’est-à-dire une section par une coupe par un plan perpendiculaire au plan P1 , de forme courbée, formant globalement un U arrondi. Dans cet exemple, la creusure 30 présente une surface inclinée 31 sur sensiblement toute sa surface.
La figure 2b représente un deuxième exemple de creusure 30 se présentant sous la forme d’une surface conique formant une section transversale en forme de V. En variante, la creusure peut être de forme triangulaire et présenter la même section transversale en forme de V. Chaque branche du V forme une section rectiligne d’une surface inclinée 31 de la creusure 30.
Naturellement, l’invention ne porte pas sur la forme en tant que telle de la creusure 30, qui est optionnelle, et ne se limite pas aux deux modes de réalisation illustrés. Une creusure 30 peut comprendre une surface inclinée sur une sous-partie seulement de sa surface totale. Une surface inclinée peut être formée d’une multitude de facettes planes et/ou courbes, qui représentent finalement chacune potentiellement une surface inclinée telle que définie précédemment. Elle peut de plus être de forme concave ou convexe. De manière générale, une surface inclinée de la surface supérieure du substrat, au niveau d’une creusure ou pas, se définit donc comme une surface présentant un angle distinct de 0° ou de 90° avec le plan P1 susmentionné. Une surface inclinée 31 peut être continue ou discontinue. L’angle qu’une surface inclinée forme avec le plan P1 peut être constant ou non. Une surface inclinée peut être plane et/ou courbe. Dans le cas d’une surface courbe, l’angle mentionné peut par exemple être caractérisé par l’angle formé par une tangente en un point donné de la surface inclinée et le plan P1 , cet angle évoluant selon le profil de la surface inclinée. L’angle que forme cette surface inclinée avec le plan P1 est plus particulièrement visible sur une vue de coupe passant par un plan perpendiculaire au plan P1 , c’est-à-dire par une section transversale telle que définie précédemment. En remarque, cet angle sera mesuré avec un plan tangent à la surface supérieure 21 au niveau de l’interface 4 dans le cas d’une surface supérieure 21 non plane. De plus, une ou plusieurs creusures 30 peuvent être réalisées dans le substrat 20. Une creusure 30 peut comprendre une ou plusieurs surfaces inclinées 31.
De plus, la creusure 30 peut être réalisée par tout moyen connu de l’homme de métier, comme l’usinage traditionnel mécanique, l’usinage laser, le gravage laser, le gravage chimique ou la dissolution électrochimique. En variante, une creusure n’est pas réalisée par une étape d’usinage spécifique, mais peut résulter directement de la fabrication du substrat 20 dont la surface supérieure 21 n’est localement pas plane. Dans tous les cas, une creusure 30 se présente comme une surface en retrait relativement au reste de la surface supérieure 21 du substrat 20, creusée selon une certaine profondeur d dans l’épaisseur du substrat 20.
Selon un troisième mode de réalisation, illustré par les figures 22 à 26, le substrat 20 se présente au moins en partie comme une couche ou un bloc, dans laquelle au moins une creusure 30 est réalisée sous la forme d’une zone en retrait, en particulier par la technologie de polymérisation à deux photons, connue par son sigle anglo-saxon TPP pour « Two-Photon Polymerization >> ; ce substrat 20 est en résine, ou en tout matériau qui peut être structuré par polymérisation à deux photons (par exemple certains ormocers, des composites photosensibles, certains « glass ceramic »). Ce substrat 20 est positionné sur un support 70, comme illustré par la figure 22. Dans une variante non représentée, le substrat 20 polymérisé à deux photons peut se présenter sous la forme d’une plaque de forme semblable au substrat des deux premiers modes de réalisation décrits.
En remarque, cette technologie de polymérisation à deux photons, utilisée dans ce troisième mode de réalisation, offre de nombreux avantages, parmi lesquels une grande possibilité de formes complexes, avec des zones superposées en porte-à-faux par exemple, ou une structure discontinue, ou une forme de vague. Cette technique permet de plus d’atteindre une très grande précision, avec une définition inférieure à 100 nm, et une rugosité Ra inférieure à 10 nm. Elle permet aussi d’intervenir sur un grand volume d’insolation. Cette technique permet par exemple de réaliser des flancs inclinés localement bombés et/ou anglés.
Alternativement, un substrat 20 en résine ou autre matériau compatible pourrait être réalisé avec une creusure, à partir d’une technique de stéréolithographie ou photolithographie grise, avec une moins bonne résolution et des limitations de forme.
La profondeur d de creusure 30 correspond à la distance mesurée entre le plan P1 de la surface supérieure 21 du substrat 20 et un plan P2, parallèle au plan P1 , et passant par le point de la creusure 30 le plus éloigné du plan P1. Cette profondeur d se mesure dans une direction perpendiculaire aux plans P1 et P2, c’est-à-dire perpendiculaire à la surface supérieure 21 du substrat 20. Préférentiellement, la profondeur d de la creusure est inférieure ou égale à 1000 pm, voire inférieure ou égale à 500 pm, voire inférieure ou égale à 400 pm. La profondeur d est de plus de préférence supérieure ou égale à 10 pm, voire supérieure ou égale à 50 pm, voire supérieure ou égale à 80 pm, voire supérieure ou égale à 100 pm.
Comme cela apparaîtra par la suite, la creusure 30 peut servir au moins en partie de moule pour fabriquer un composant horloger. Elle servira plus précisément à définir une forme complexe d’un composant horloger, pour permettre de le réaliser de manière avantageuse par un simple moulage, sans nécessiter une étape supplémentaire d’usinage. En remarque, la creusure présente donc une forme adaptée au démoulage futur de la partie du composant horloger qui sera moulée dans cette creusure. Pour cela, selon un exemple de réalisation, l’aire de la section de la creusure, selon un plan parallèle au plan P1 dans lequel s’étend la surface supérieure 21 du substrat, à toute profondeur, est inférieure à la section débouchante de la creusure, c’est-à-dire au niveau de l’interface 4 entre la creusure 30 et la surface supérieure 21 du substrat 20. Selon un autre exemple de réalisation, l’aire de la section de la creusure 30, parallèle au plan P1 dans lequel s’étend la surface supérieure 21 du substrat, diminue en s’éloignant dudit plan P1. En remarque complémentaire, le substrat 20 a pour unique fonction de former une partie du moule de fabrication du composant horloger, il n’appartient pas au futur composant horloger. En remarque, le troisième mode de réalisation représenté sur les figures 22 à 26 met en oeuvre un support 70 qui ne forme pas une surface du moule, ni une partie du futur composant horloger.
De manière optionnelle, non représentée, une couche conductrice peut être déposée sur tout ou partie de la surface supérieure 21 du substrat 20, notamment au moins partiellement sur une creusure 30, particulièrement sur sa surface inclinée. Une telle couche conductrice est nécessaire lorsque le substrat n’est pas dans un matériau conducteur, et lorsque la deuxième phase Ph2 de fabrication nécessite un moule conducteur, comme cela sera précisé par la suite. Cette couche conductrice peut notamment être destinée à jouer le rôle d’électrode pour l'amorçage d’une étape d’électroformage, d’électrodéposition ou d'un dépôt galvanique, en vue d’une future croissance métallique du composant horloger. De façon connue, cette couche conductrice d'amorçage peut comprendre une sous- couche de chrome, de nickel ou de titane recouverte d'une couche d'or ou de cuivre, et se présenter ainsi sous la forme d’une structure multicouche. Une telle couche conductrice peut être déposée par un procédé de dépôt physique par phase vapeur (PVD), ou de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), ou de dépôt de couche atomique (ALD), ou de dépôt par ablation laser pulsé (PLD), par évaporation thermique, ou par tout moyen connu de l’homme de métier.
Le procédé selon le mode de réalisation comprend ensuite une étape consistant à appliquer E2 un traitement à effet antireflet au substrat, dont la fonction sera expliquée par la suite. Selon le mode de réalisation, cette étape est mise en oeuvre par une étape consistant à déposer une couche antireflet 25 sur le substrat 20 au moins sur une partie de sa surface supérieure 21 qui ne se présente pas perpendiculairement à un rayonnement d’insolation incident destiné à insoler la résine, qui sera mis en oeuvre dans une prochaine étape décrite ci-dessous. L’application d’une couche antireflet 25 concerne particulièrement la surface inclinée 31 de la creusure 30 dans les modes de réalisation représentés, sachant qu’il est préféré en général d’appliquer un rayonnement d’insolation perpendiculaire au plan P1 dans lequel s’étend le reste de la surface supérieure 21 du substrat 20 en dehors de la creusure ou plus généralement d’une surface inclinée. La couche antireflet 25 peut s’étendre sur tout ou partie de la surface supérieure 21 du substrat 20, comme représenté par les figures 3a et 3b, voire en complément sur une partie d’un support 70, comme représenté par la figure 23.
De préférence, la couche antireflet permet d’atténuer plus de 98%, voire plus de 99%, voire plus de 99.9% de la réflexion d’un rayonnement d’insolation, par notamment un rayonnement UV (ultra-violet). La couche antireflet peut être de toute nature chimique connue par l’homme de métier. Elle peut comprendre un matériau de nature organique. Notamment, elle peut être une couche du matériau connu par sa dénomination commerciale de AZ®-BARLi® II.
Le traitement à effet antireflet peut comprendre le dépôt d’une couche antireflet 25 par une enduction par centrifugation, ou une enduction par pulvérisation, ou une enduction par trempage, ou un dépôt chimique en phase vapeur (CVD), ou un dépôt physique par phase vapeur (PVD), ou un dépôt de couche atomique (ALD), ou un dépôt par ablation laser pulsé (PLD), ou par toute manière connue par l’homme de métier. En variante, l’étape consistant à appliquer E2 un traitement à effet antireflet au substrat peut comprendre une structuration particulière de la surface supérieure 21 du substrat 20, voire de la surface d’un support 70. Une telle structuration physique de la surface supérieure 21 du substrat peut notamment se faire par sablage, par exemple par utilisation d’un laser.
Le procédé selon le mode de réalisation comprend ensuite une étape consistant à former au moins un flanc E3 du moule, par le dépôt d’un matériau, notamment une résine, sur la surface supérieure du substrat, de sorte à compléter le moule, qui est ainsi formé par la combinaison de la résine avec une partie du substrat. Avantageusement, l’étape consistant à déposer un matériau est telle qu’elle forme des flancs du moule de fabrication, ces flancs venant compléter le substrat, et notamment une partie de la surface supérieure 21 du substrat, et optionnellement une creusure de cette surface supérieure 21 du substrat, qui forme tout ou partie du fond du moule.
Selon le mode de réalisation, une résine est déposée lors de cette étape par une technique de photolithographie, l’étape comprenant plusieurs sous-étapes qui vont être détaillées ci-dessous.
D’abord, cette étape comprend une sous-étape consistant à déposer E31 une couche de résine photosensible 40 sur tout ou partie de la surface supérieure 21 du substrat 20 et éventuellement d’un support 70 (éventuellement recouverte d’une couche conductrice et recouverte d’une couche antireflet 25 comme expliqué précédemment), optionnellement notamment au moins partiellement au niveau d’une surface inclinée 31 d’une creusure 30, comme illustré par les figures 4a et 4b et 24.
La résine photosensible peut être négative ou positive. Dans le premier cas, elle est conçue pour devenir insoluble ou difficilement soluble à un révélateur sous l'action d'un rayonnement d’insolation (i. e. les zones exposées résistent au développement), alors que, dans le second cas, elle est conçue pour devenir soluble à un révélateur sous l'action d'un rayonnement d’insolation, alors que la partie non exposée au rayonnement reste insoluble ou difficilement soluble.
Ensuite, le procédé comprend une sous-étape consistant à insoler E32 ladite résine photosensible 40 par un rayonnement d’insolation 45 à travers un masque 5, comme représenté par les figures 5a et 5b et 25. Le rayonnement d’insolation 45 peut être un rayonnement UV pour insoler la résine photosensible 40 selon un motif défini par le masque 5, qui comporte des ouvertures et des zones opaques correspondant à ce motif. Alternativement, l’insolation peut être réalisée par écriture directe (ne nécessitant donc pas de masque) à l’aide d’un laser ou d’un faisceau d’électrons selon le motif prédéfini. Le rayonnement d’insolation 45 peut être un rayonnement de lumière X, UV, visible, IR (infra-rouge) ou un faisceau d’électrons.
Selon un mode de réalisation, le rayonnement d’insolation 45 utilisé est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le masque 5, ce dernier étant lui-même parallèle au plan P1 de la surface supérieure 21 du substrat 20, de manière à n'irradier que les zones de la résine photosensible 40 situées au droit des ouvertures ménagées dans le masque 5. Ces zones irradiées sont ainsi définies par des flancs perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires au plan P1 . On désigne alors ces flancs par le terme « flanc droit >> par définition. En variante avantageuse, le rayonnement d’insolation 45 peut être incliné relativement au plan P1 du substrat 20, ou plus généralement relativement à la surface supérieure 21 du substrat, un tel rayonnement incident définissant alors des flancs inclinés de la résine.
Ensuite, l’étape consistant à déposer une résine comprend une sous-étape consistant à développer E33 la résine, comme illustré par les figures 6a, 6b, 7a et 7b, 8a, 8b, 26 et 27 selon des variantes de réalisation. En remarque, la figure 27 illustre une variante d'ensemble de la figure 26 du troisième mode de réalisation, dans laquelle la variante est le résultat obtenu après développement, suite à une étape E32 précitée, au cours de laquelle ladite variante est inclinée et entraînée en rotation en regard du rayonnement d’insolation pendant la polymérisation de la résine 40 du substrat 20. Dans le cas où la résine est négative, le développement consiste à éliminer les zones de résine non insolées, par exemple par dissolution avec un produit chimique ou par un traitement plasma. Dans le cas d'une résine photosensible positive, les zones insolées sont éliminées lors du développement et les zones non insolées sont conservées sur le substrat. Après le développement, le substrat 20 apparaît aux endroits où la résine a été éliminée. Les parties restantes de résine définissent les flancs du moule et la partie de substrat circonscrite par les flancs du moule définit le fond du moule. Un moule est ainsi formé par la combinaison d’une partie du substrat et d’une partie de résine. Comme expliqué ci-dessus, le masque 5 permet de définir les zones de la résine qui doivent être insolées ou non, pour finalement définir la géométrie du moule de la résine et donc du moule. Pour atteindre une précision suffisante du moule, il est important de limiter, voire empêcher, toutes insolations parasites, c’est-à-dire tout rayonnement d’insolation qui atteindrait la résine de manière non souhaitée. Un tel rayonnement d’insolation parasite 46 pourrait exister de la manière représentée sur les figures 5a et 5b en l’absence de traitement antireflet du substrat 20. En effet, un rayonnement d’insolation parasite 46 peut provenir d’une réflexion sur une surface du substrat 20 du rayonnement d’insolation 45 incident, induisant un rayonnement réfléchi atteignant la résine dans des zones non souhaitables. Notamment, un rayonnement d’insolation parasite serait susceptible d’atteindre des zones de la résine destinées à former des flancs du futur moule, ce qui formerait alors un moule comportant des aspérités sur ses flancs en résine, ce qui n’est pas souhaitable puisque cela pourrait induire la présence de petites cavités (ou de petites protubérances, selon le type de résine), sur les flancs des composants horlogers finalement produits dans un tel moule.
Le phénomène de rayonnement d’insolation parasite peut être particulièrement induit par une surface inclinée 31 d’une creusure 30. En variante, une telle configuration de réflexion parasite peut aussi survenir dans le cas de rayonnement d’insolation 45 incident non perpendiculaire au substrat 20. L’existence de rayonnement d’insolation parasite est relativement prévisible puisqu’elle dépend de la géométrie de la configuration choisie. Ainsi, de préférence, dès lors qu’il existe un risque de rayonnement d’insolation parasite, le procédé selon l’invention est mis en oeuvre, comprenant notamment l’étape consistant à appliquer E2 un traitement à effet antireflet au substrat, comme décrit précédemment, éliminant ainsi en tout ou partie la survenue de tels rayonnements d’insolation parasites, et garantissant ainsi la formation précise d’un moule tel que défini par le masque 5.
La figure 20 illustre à titre d’exemple une situation à risque dans laquelle un rayonnement d’insolation 45 incident est incliné d’un angle différent de 0 et de 90° relativement à la surface supérieure plane du substrat 20. Sans couche antireflet, un rayonnement parasite 46 serait formé, et traverserait la résine dans une zone qui ne doit pas être atteinte. Dans une autre variante correspondant plus particulièrement au cas d’un substrat présentant un relief, par exemple une creusure avec une surface inclinée, l’angle a différent de 0° et de 90° entre le rayonnement incident et le substrat peut être dû à la géométrie du substrat. Dans l’exemple d’un substrat présentant une creusure, illustré par les figures 5a et 5b, le rayonnement incident est perpendiculaire au plan P1 . Comme les surfaces de la creusure sont inclinées, le rayonnement incident pourrait être réfléchi et former des rayonnements parasites 46. Dans une autre variante, il est possible de combiner les deux géométries précédentes particulières, en utilisant un rayonnement d’insolation 45 incident incliné qui vient se réfléchir sur une surface inclinée d’un substrat.
En résumé, dès que la direction du rayonnement d’insolation incident n’est pas perpendiculaire à la surface sur laquelle est déposée la résine à insoler, et/ou dès lors que le substrat comprend des surfaces inclinées non perpendiculaires à la direction du rayonnement d’insolation incident, cela engendre un risque d’insolation parasite de la résine située hors de la zone insolée directement par le rayonnement d’insolation incident. Ces insolations parasites mettent à mal la définition du moule en insolant latéralement des zones de résine qui ne devraient pas l’être. Par exemple, dans le cas d’un substrat 20 de surface supérieure 21 plane et polie, le rayonnement d’insolation 45 incident d’une résine 40 positive selon une direction perpendiculaire au plan P1 vient se réfléchir sur les surfaces inclinées 31 de la creusure 30 réalisée dans le substrat 20, générant des réflexions parasites formant des rayonnements d’insolation parasites 46, non perpendiculaires au plan P1 , tel qu’illustré par les figures 5a et 5b.
Selon une variante de réalisation, la position relative du substrat et du rayonnement d’insolation (ou de la source de rayonnement d’insolation) peut évoluer au cours de l’insolation, dans un mode dit « dynamique >>. Par exemple, le substrat peut être monté mobile en rotation, pour pouvoir être traité sur toute sa circonférence par un rayonnement d’insolation par sa mise en rotation sur lui- même, comme illustré par la figure 21. Un anneau biseauté sur tout son pourtour peut ainsi être obtenu par rotation d’un substrat plan au cours de l’insolation de la résine.
En variante, la résine photosensible peut être soumise à un rayonnement d’insolation dont l’angle d’incidence du rayonnement d’insolation relativement à la surface supérieure du substrat est variable dans le temps.
En remarque, les étapes précédentes peuvent aussi s’appliquer de manière identique au mode de réalisation représenté par la figure 22, comme illustré schématiquement par les figures 23 à 26, qui ne seront pas décrites plus en détail.
Dans des variantes de réalisation, l’étape de formation d’au moins un flanc E3 du moule est effectuée dans un milieu à l’indice de réfraction adapté, afin d’obtenir des flancs avec une inclinaison supérieure à celle qui serait atteinte en configuration standard d’insolation, c’est-à-dire par l’utilisation du même rayonnement d’insolation incident dans l’air ambiant. Par exemple, lors de l’utilisation de résine photosensible, cette étape peut être effectuée dans de la glycérine, dont l’indice de réfraction est proche de celui de la résine, afin d’obtenir des angles d’insolation supérieurs à 38°.
La figure 21 illustre le principe décrit ci-dessus, et illustre ainsi le mode de réalisation correspondant de l’invention, qui peut s’appliquer à tous les modes de réalisation décrits précédemment. Dans ce mode de réalisation de l’invention, l’ensemble du moule en fabrication est baigné dans le milieu 80 d’indice de réfraction différent de l’air. Pour ce faire, un rayonnement d’insolation 45 est réfléchi par un miroir 1 10 de sorte à arriver perpendiculairement à la paroi d’une enceinte, par exemple en verre, contenant le milieu 80 d’indice de réfraction différent de l’air, par exemple de la glycérine. Dans cet exemple, il est choisi d’insoler de la résine photosensible 40, en définissant un angle a incliné du flanc de la résine relativement au plan supérieur du substrat 20. Ainsi, dans cet exemple, le substrat 20 est recouvert d’une couche de résine photosensible 40, par exemple de type SU8, sur laquelle est posé un masque, par exemple un masque en soda lime transparent localement rendu opaque par un dépôt de chrome, formant un masque 5. Le substrat 20 est incliné d’un angle 0 relativement à la paroi de l’enceinte, et donc relativement au rayon incident 45. Dans ce mode de réalisation, le substrat 20 est monté mobile en rotation sur lui-même. A l’interface entre le milieu 80 d’indice de réfraction différent de l’air et le matériau de la couche 90 formant le masque 5, le rayonnement est réfracté selon un angle [3 mesuré relativement à la normale de ladite interface. Avec cette configuration proposée, il est possible d’insoler la résine photosensible dans une zone 100 avec un angle supérieur à celui qui pourrait être atteint dans l’air (limite maximale de 38°), en choisissant les propriétés optiques adaptées des différents matériaux.
A titre d’exemple, considérons un milieu 80 d’indice de réfraction formé de glycérine, d’indice de réfraction n_Giycérine = 1.67. Considérons une résine photosensible de type SU8, dont l’indice de réfraction est aussi n_sus = 1.67. L’indice de réfraction de l’air est n = 1 . La couche 90 est choisie dans le matériau soda lime transparent, d’indice de réfraction n_ _Soda lime = 1.53.
Dans cet exemple, on veut insoler la résine SU8 localement, en définissant un angle a = 50° pour ses flancs inclinés.
Selon la loi de Snell-Descartes pour la réfraction : n Glycérine . Sin 0 = n Soda lime . Sin [3 = n SU8 . Sin (X
Comme n Glycérine = n sus , alors 0 = a
Ainsi, si le substrat 20 est incliné d’un angle 0 =50°, cet angle 0 est aussi l’angle d’incidence du rayonnement 45 sur la surface du masque. A l’interface entre la glycérine et le soda lime, le rayonnement est réfracté selon un angle [3=56.7°. La configuration proposée permet ainsi d’insoler la résine SU8 avec un angle de 50°, alors que dans l’air, la limite maximale est de 38°.
Selon une variante de réalisation, les flancs en résine formant une partie du moule peuvent être réalisés de la manière décrite dans le document EP3670441 , combinant au moins une étape basée sur une photolithographie traditionnelle telle que décrite ci-dessus et au moins une étape basée sur la technologie de polymérisation à deux photons, donc selon la même technique que celle utilisée pour former la creusure dans la résine du substrat 20 dans le troisième mode de réalisation de l’invention. Une telle approche permet avantageusement d’obtenir une polymérisation tridimensionnelle selon un motif prédéfini.
D’autre part, la partie de moule en résine peut être multicouche, en faisant intervenir au moins une étape basée sur une photolithographie traditionnelle avec une première couche en résine, comprenant une première ouverture, et une deuxième couche en résine issue par exemple d’un film rigide, comprenant une deuxième ouverture.
A l’issue de l’étape consistant à développer la résine, un moule est ainsi formé par la combinaison du substrat et de ladite résine 40, comme expliqué ci-dessus. Le substrat 20, éventuellement une creusure 30 présentant au moins une surface inclinée 31 , et le ou les flancs en résine, tels que définis précédemment, permettent de définir une forme complexe d’un composant horloger à fabriquer. La résine 40, notamment les flancs 41 parfaitement définis qu’elle forme à partir du substrat 20, définit les flancs d’un composant horloger à fabriquer.
En remarque, plusieurs configurations sont envisageables pour le positionnement d’un flanc 41 de résine 40 sur le substrat 20 lorsque ce dernier comprend au moins une creusure 30.
Selon une première configuration représentée par les figures 6a et 6b, un flanc 41 de la résine peut être formé au droit de l’interface 4 entre une creusure 30 et la surface supérieure 21 du substrat. Dans un tel cas, un flanc s’étend perpendiculairement au plan dans lequel s’étend la surface supérieure du substrat au niveau de l’arête formée à l’extrémité de la creusure 30, c’est-à-dire à la périphérie de la creusure 30. La qualité de fabrication du moule se répercute directement sur le composant horloger fabriqué dans ce moule. Or, il apparaît que le positionnement précis d’un flanc 41 de résine au droit de l’arête définissant le pourtour de la creusure 30 tel que décrit n’est pas facile. Un décalage au niveau de cette jonction d’un flanc 41 de résine peut générer un défaut sur le moule, puis un défaut, par exemple de type bourrelet ou autre, sur un composant horloger fabriqué.
Pour réduire ce risque, une deuxième configuration, représentée par les figures 7a et 7b, 26 et 27, consiste à réaliser au moins un flanc 41 à l’intérieur d’une creusure 30, pour s’affranchir du positionnement précis sur l’interface 4. Dans une telle approche, une creusure 30 est réalisée selon une forme plus grande que le composant horloger à fabriquer, avant d’être délimitée par un flanc 41 positionné au sein de la creusure.
Selon une troisième configuration représentée par les figures 8a et 8b, la résine photosensible forme au moins un flanc 41 à l’extérieur de ladite creusure, c’est-à- dire que le flanc de résine s’étend à partir de la surface supérieure 21 du substrat, en dehors de l’interface 4 avec une creusure 30.
L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. A titre d’exemple, la figure 30 illustre la fabrication d’un moule selon un quatrième mode de réalisation, qui combine l’un des deux premiers modes de réalisation avec le troisième mode de réalisation. En effet, le moule comprend d’abord au moins une creusure 30 réalisée dans un premier substrat 20, en application d’un procédé semblable à celui décrit en référence avec les deux premiers modes de réalisation, et au moins une creusure 30’ réalisée dans un deuxième substrat 20’, positionné sur le premier substrat 20, en application du troisième mode de réalisation de l’invention. Dans ce quatrième mode de réalisation, le premier substrat 20 remplit donc aussi la fonction de support du deuxième substrat 20’. Naturellement, d’autres modes de réalisation peuvent être imaginés, notamment selon une approche similaire à la figure 30, dans lesquels les creusures peuvent être formées par différentes techniques.
Enfin, le procédé de fabrication d’un moule peut comprendre une étape optionnelle, non représentée, de retrait E4 partiel ou complet de la couche antireflet 25, par exemple après la sous-étape consistant à développer la résine photosensible à un rayonnement d’insolation. Un tel retrait d’une couche antireflet 25 n’est en remarque pas obligatoire dans tous les cas. Un tel retrait, lorsqu’il est mis en oeuvre, est appliqué sur le substrat 20 appartenant au moule de fabrication d’un composant horloger, c’est-à-dire entre les flancs 41 en résine. Ce retrait peut se faire de manière mécanique ou chimique, par exemple par décapage, ou par traitement plasma.
Finalement, comme décrit précédemment, le procédé permet de former un moule dont le fond est formé par une partie de la surface supérieure 21 du substrat, incluant optionnellement au moins une creusure 30, et comprenant éventuellement une couche anti-reflet et/ou une couche conductrice, et dont les côtés sont définis par des flancs 41 en résine. Le substrat 20 et la au moins une creusure 30 forment donc des parties du moule, et n’appartiennent en aucun cas au futur composant horloger qui va être fabriqué.
Selon un mode de réalisation, la au moins une creusure est réalisée par une technique soustractive, notamment par usinage. Selon un autre mode de réalisation, la au moins une creusure, voire des flancs du moule, est obtenue, en tout ou partie, par une technique de polymérisation à deux photons ou de stéréolithographie ou de photolithographie grise.
L’invention porte aussi sur un procédé de fabrication d’un composant horloger en tant que tel, dont la première phase Ph1 consiste en la mise en oeuvre du procédé de fabrication d’un moule tel que décrit précédemment. La deuxième phase Ph2 du procédé de fabrication repose sur l’utilisation d’un tel moule pour fabriquer un composant horloger en tant que tel. Un mode de réalisation de cette deuxième phase va maintenant être décrit.
La deuxième phase Ph2 du procédé de fabrication comprend d’abord une étape consistant à remplir E5 tout ou partie dudit moule résultant de la première phase avec un matériau dudit composant horloger, que nous appellerons matériau du composant 10, comme illustré par les figures 9a et 9b. Cette étape consistant à remplir E5 le moule peut comprendre une étape d’électrodéposition, d’électroformage, de galvanoplastie, de coulage de barbotine, de thermoformage ou une étape de remplissage par coulage du matériau du composant.
Ainsi, selon un mode de réalisation avantageux, cette étape de remplissage peut se faire par électroformage d’un matériau métallique. Dans un tel cas, il est nécessaire que le moule soit au moins en partie en matériau conducteur, pour jouer le rôle d’électrode pour l'amorçage, en vue d’une future croissance métallique du composant horloger dans le moule. Ainsi, si le substrat n’est pas en matériau conducteur, une telle couche conductrice est ajoutée sur le substrat dans la première phase de fabrication du moule, comme décrit précédemment.
En variante, le moule peut être utilisé pour couler de la barbotine afin d’obtenir un composant horloger en céramique. Selon une autre variante, il est possible de couler ou mettre en forme un matériau composite ou du verre métallique dans le moule.
Le procédé comprend ensuite une étape consistant à détacher E6 (autrement dit démouler) du moule le composant horloger 1 obtenu par l’étape précédente, comme représenté par les figures 10a et 10b. Pour cette étape de démoulage, le substrat 20 et la au moins une creusure 30 présentent donc des caractéristiques les rendant adaptés au démoulage du composant horloger 1 . De plus, la résine formant une partie du moule est dissoute. Cette dissolution peut être réalisée par tout moyen connu de l’homme de métier, comme la dissolution chimique, l’utilisation de la technique de gravure ionique réactive DRIE, ou l’ablation laser. En complément, de manière optionnelle, le composant peut être détaché du substrat.
Il ressort du procédé décrit précédemment que toute la surface 2 du composant horloger 1 formée au contact direct du moule selon l’invention présente une forme finale parfaite dès le démoulage, sans besoin d’opération complémentaire. L’invention permet ainsi de fabriquer très simplement un composant horloger 1 comprenant une forme complexe, notamment correspondant à une creusure 30 d’un substrat et/ou à une ou plusieurs surfaces inclinées d’un flanc du moule. Le composant horloger 1 comprend ainsi au moins une surface inclinée, qui est au moins localement non perpendiculaire et non parallèle à d’autres surfaces du composant horloger, notamment à deux faces principales, parallèles entre elles, ou inclinée relativement à la surface du composant formée par le fond du moule particulier.
Optionnellement, une étape de finition peut être mise en oeuvre au niveau de la face opposée 3 au fond du moule, qui n’est pas formée directement par le moule obtenu par le procédé selon l’invention. Cette étape de finition peut consister à polir ou rectifier cette face opposée 3 du composant horloger, par exemple pour assurer sa planéité. En complément ou variante, cette étape de finition peut consister à modifier la couleur ou les propriétés tribologiques d’au moins une partie de la surface du composant horloger par le dépôt d’un revêtement formé par un procédé de dépôt physique par phase vapeur PVD, ou de dépôt chimique en phase vapeur CVD, ou de dépôt de couche atomique ALD, ou de dépôt par ablation laser pulsé PLD. En remarque, cette étape de finition s’applique sur la face opposée 3 du composant horloger non directement en contact avec le moule. Elle peut donc être réalisée avant ou après l’étape consistant à détacher E6 du moule le composant horloger. En variante, l’étape de finition, particulièrement une étape de coloration, peut s’appliquer sur l’ensemble du composant horloger.
Selon un mode de réalisation, le matériau du composant horloger est un métal ou un alliage métallique, notamment à base de nickel ou d’or ou de cuivre. Selon un autre mode de réalisation, le matériau du composant peut être à base de céramique, ou à base de matériau composite, c’est-à-dire comprendre tout ou partie de céramique ou de matériau composite, avantageusement au moins 50% en poids de céramique ou de matériau composite. Le composant horloger résultant se présente ainsi majoritairement en métal ou en alliage métallique, par exemple à base de nickel ou d’or ou de cuivre, ou se présente majoritairement en céramique ou en matériau composite.
Le procédé de fabrication d’un composant horloger tel que décrit précédemment est adapté pour la fabrication d’une multitude de composants horlogers différents. A titre d’exemples, le composant horloger peut être un composant d’habillage horloger comme une applique ou une aiguille, ou un composant du mouvement, comme une roue d'échappement ou une ancre ou encore un ressort.
L’invention porte aussi sur un composant horloger en tant que tel. En effet, il ressort qu’un grand avantage de l’invention est de permettre de fabriquer des composants horlogers de formes complexes, qui n’étaient pas réalisables auparavant.
Notamment, l’invention permet de fabriquer un composant horloger qui se caractérise par le fait qu’il se présente majoritairement sous une forme monobloc, de préférence d’un seul tenant. Il peut comprendre une surface formée par le moule de l’invention qui comprend une première surface qui s’étend dans un premier plan, et une deuxième surface inclinée relativement à cette première surface, notamment bombée et/ou concave et/ou convexe et/ou facettée et/ou comprenant au moins une arête vive, qui correspond à une ou plusieurs surfaces inclinées d’une ou plusieurs creusures du moule tel que défini précédemment. Cette surface inclinée peut comprendre au moins une arête vive, par exemple dans la réalisation de motifs de type clous de Paris, éventuellement des surfaces polies ou structurées. La surface inclinée peut se présenter sous la forme d’une surface comprenant plusieurs portions inclinées, notamment comprenant un profil se présentant sous la forme de vaguelettes. La surface inclinée peut aussi comprendre des arêtes vives, et/ou des chanfreins, et/ou des biseaux et/ou des anglages. Une telle surface inclinée peut présenter une rugosité prédéfinie.
Selon une variante de réalisation, le composant horloger peut comprendre un ou plusieurs inserts, esthétiques ou fonctionnels. Pour cela, le procédé de fabrication peut comprendre une étape intermédiaire consistant à disposer au moins un insert dans le moule de fabrication, avant l’étape de remplissage du moule par le matériau du composant, impliquant la solidarisation de ce matériau du composant avec le au moins un insert. Un tel insert peut être une pierre précieuse décorative, ou un rubis horloger.
D’autre part, avantageusement, le composant horloger est fabriqué de manière monobloc, voire même d’un seul tenant, à l’exception d’un éventuel insert. Alternativement, le composant horloger ou la pièce d’horlogerie peut être constituée d’au moins deux parties distinctes associées, dont au moins une partie est issue du procédé de fabrication selon l’invention.
L’invention porte aussi sur une pièce d’horlogerie qui comprend au moins un composant horloger selon l’invention.
L’invention porte aussi sur un moule pour la fabrication d’un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend un substrat dont au moins une partie de la surface supérieure forme un fond du moule, le moule étant de plus délimité au moins partiellement par une résine déposée sur ledit substrat, notamment par une résine photosensible, qui forme au moins une partie des flancs du moule.
La résine peut former au moins un flanc du moule au droit de la périphérie d’une creusure du substrat, et/ou la résine peut former au moins un flanc du moule à l’intérieur d’une creusure, et/ou à l’extérieur d’une creusure, à partir de la surface supérieure du substrat. La résine constitue tout ou partie des flancs du moule, dans tous les cas. La surface supérieure du substrat, formant une partie du fond du moule, peut être plane ou non plane, par exemple bombée, peut comprendre ou non au moins une creusure.
Ladite au moins une surface inclinée d’une creusure du substrat peut présenter une inclinaison formant un angle compris entre 10 et 80 degrés relativement à la surface supérieure du substrat hors de ladite creusure, considérée à l’interface entre cette surface et la creusure. Cette surface inclinée peut être arrondie ou formée d’une multitude de facettes planes, peut comprendre une ou des arêtes vives, peut être notamment de forme concave ou convexe.
L’invention atteint ainsi les objets recherchés et présente plus généralement les avantages suivants :
- Le procédé de fabrication est simple à mettre en oeuvre et peu onéreux ;
- Le procédé de fabrication permet d’obtenir un composant horloger présentant une forme complexe.
L’invention va maintenant être illustrée dans le cadre de la fabrication concrète de quelques composants horlogers particuliers, choisis à titre d’exemple de manière non limitative.
Selon un premier exemple, le composant horloger est un cadran horloger.
Le procédé de fabrication met en oeuvre les étapes selon les modes de réalisation décrits précédemment. Il va être décrit de manière succincte ci-après.
Dans une étape préalable, le procédé consiste à se munir d’un substrat en céramique, dont la surface supérieure n’est pas plane mais comprend un décor, par exemple selon un motif clou de Paris présentant des facettes polies. L’invention permet d’ajouter des décors et des index pour former le cadran à partir de ce substrat. Le substrat est rendu conducteur par dépôt PVD d’un revêtement mince métallique sur sa surface supérieure.
Ensuite, un traitement antireflet est appliqué sur le substrat par le dépôt PVD d’un revêtement mince antireflet, constitué d’un empilement de couches inorganiques coupant plus de 99.9% de la réflexion du rayonnement UV d’insolation qui va être appliqué.
Ensuite, des flancs en résine sont fabriqués, en trois sous-étapes. On dépose d’abord une résine photosensible SU-8 par enduction sur toute la surface du substrat. On l’insole perpendiculairement au plan P1 au travers d’un masque, puis on développe la résine. En remarque, du fait de la géométrie non plane de la surface du substrat, l’angle entre le faisceau incident d’insolation et la résine n’est pas droit partout. La couche antireflet permet d’éviter les réflexions parasites.
Le procédé met ensuite en oeuvre une étape consistant au retrait E4 du traitement antireflet à l’aide d’un plasma oxygène, afin de révéler le revêtement métallique conducteur électrique dans les ouvertures du moule en résine. Un moule est ainsi obtenu, délimité au moins partiellement par ladite résine photosensible, plus précisément par lesdits flancs en résine susmentionnés formant les côtés du moule, et par une partie de ladite au moins une surface supérieure du substrat (revêtue d’un revêtement mince métallique), formant le fond du moule, permettant de former plus précisément un fond du moule comprenant un décor.
Une cinquième étape consiste à remplir E5 le moule fabriqué ci-dessus par galvanoplastie d’or. En remarque, ces dépôts permettent de former des décors et les index du cadran.
Enfin, le procédé met en oeuvre une étape consistant à détacher E6 le composant de son moule, par dissolution de la résine par attaque plasma. Cette attaque peut également ôter la couche antireflet et/ou la couche conductrice. Le procédé met finalement en oeuvre une étape consistant à terminer par polissage la face des décors et index par laquelle la croissance galvanique se finit.
Le composant horloger fabriqué est donc ici un cadran constitué d’une base en céramique (qui a servi de substrat et localement de fond de moule durant le procédé décrit) qui comprend des décors et des index en or qui ont été fabriqués dans le moule. Dans cette réalisation particulière, le substrat, dont une partie forme le fond du moule, fait donc ensuite partie du composant horloger. Selon un deuxième exemple, le composant horloger est une aiguille 50, représentée sur les figures 1 1 et 12, qui comprend une extrémité présentant une surface visible complexe, comprenant plusieurs portions inclinées 52 distinctes sous la forme de trois calottes bombées faisant saillie à la surface supérieure visible de l’aiguille, par rapport à la surface supérieure 51 bombée avoisinante. Ces trois calottes sensiblement sphériques présentent des axes de révolution A1 , A2, A3 respectifs, sensiblement perpendiculaires à la surface supérieure 51 de l’aiguille 50.
Le procédé de fabrication de cette aiguille 50 met en oeuvre les étapes selon les modes de réalisation décrits précédemment. Il va être décrit de manière succincte ci-après.
Les figures 13 et 14 représentent plus particulièrement la première étape E1 du procédé qui comprend une sous-étape consistant à réaliser une creusure 30 dans un substrat 20, qui est constitué d’une plaquette en acier inoxydable plan. La surface supérieure 21 du substrat 20 avant réalisation de la creusure est donc plane. La surface inférieure 23 est de même plane et parallèle. La creusure 30 est réalisée par dissolution électrochimique, en deux temps. Une première dissolution préfigure la face bombée de l’aiguille 50, formant une creusure temporaire 30t, représentée par la figure 13. Ensuite, trois creusures 30a, 30b, 30c en forme de calottes concaves sont formées au fond de la creusure temporaire 30t préalablement obtenue, de manière à finaliser la géométrie de la creusure 30, représentée par la figure 14. Cette creusure 30 correspond à la forme complexe de l’extrémité de l’aiguille 50, particulièrement visible sur la figure 12. En remarque, cette creusure 30 définit ainsi plusieurs surfaces inclinées 31 . La profondeur d de creusure est de 50 pm.
La deuxième étape E2 du procédé consiste à déposer une couche antireflet 25 sur le substrat 20. La couche antireflet 25 est formée par une couche dans le matériau désigné par sa dénomination commerciale AZ®-BARLi® II. Elle est déposée par une méthode d’enduction centrifuge (en anglais spin coating).
La troisième étape E3 du procédé est l’étape de formation des flancs 41 en résine 40 du moule. Elle comprend plusieurs sous-étapes, similaires à celles décrites précédemment. D’abord, une résine 40 photosensible SU-8 est déposée par enduction sur toute la surface du substrat. Ensuite, la résine est insolée perpendiculairement à la surface supérieure 21 du substrat 20 au-travers d’un masque, puis on développe la résine. La couche antireflet empêche les réflexions parasites qui seraient induites du fait de la forme des creusures. En remarque, les flancs 41 sont positionnés à l’intérieur de la creusure 30 dans ce mode de réalisation. Après insolation et développement de la résine, les parties restantes de résine 40 et le substrat 20 apparent définissent le moule.
Une quatrième étape du procédé consiste au retrait E4 de la couche antireflet 25 dans les ouvertures de la résine, c’est-à-dire au fond du moule de façon à faire apparaître le substrat 20, comme représenté par la figure 15. La couche antireflet est ici retirée par un traitement avec un plasma oxygène. Un moule est ainsi obtenu, délimité au moins partiellement par ladite résine photosensible, plus précisément par lesdits flancs en résine susmentionnés formant les côtés du moule, et par une partie de ladite au moins une surface supérieure du substrat, formant le fond du moule.
La cinquième étape E5 du procédé consiste à fabriquer l’aiguille 50 par électroformage en remplissant le moule obtenu précédemment, comme représenté par la figure 16. Le substrat 20 étant fabriqué en un matériau conducteur électrique, le procédé d’électroformage peut démarrer et se poursuivre dans la continuité de la croissance initiée sur la zone conductrice, le long des flancs 41 en résine photosensible. L’aiguille 50 peut être réalisée par exemple en nickel ou en or. La sixième étape du procédé consiste à détacher E6 l’aiguille de forme complexe de son moule. La résine est dissoute et l’aiguille 50 est séparée du substrat. La face inclinée de l’aiguille se présente avec des surfaces polies correspondant à la creusure 30 (et aux creusures 30a, 30b, 30c qu’elle comprend) réalisées dans le substrat 20, de dimensions et de pentes strictement conformes à la géométrie requise. Cette surface visible définie par l’empreinte de la creusure 30 du substrat est directement utilisée à l’issue de cette étape E6, sans post-traitement, c’est-à- dire sans reprise, ni tribofinition. La géométrie de cette surface issue du moule n’est pas retouchée.
La face opposée 53 de l’aiguille résulte de la fin de la croissance par électroformage : cette face opposée 53 peut être polie et mise à hauteur avant ou après le démoulage.
L’aiguille peut ainsi présenter par exemple des flancs droits ou des flancs biseautés.
Le composant horloger peut ensuite être mise en couleur par toute technique connue de l’homme de métier (ALD, PVD, PLD, tampographie, etc.).
Selon un troisième exemple, le composant horloger est une roue d’ancre 60, représentée sur la figure 17, dont la forme, en particulier la denture biseautée, nécessite de pencher et tourner le support relativement au faisceau d’insolation, selon une autre variante du procédé de fabrication.
Le procédé de fabrication consiste à se munir d’un substrat 20, qui est constitué d’une plaquette en acier inoxydable plane et polie. La surface supérieure 21 du substrat 20 avant usinage est plane et correspond au plan P1 défini précédemment.
La deuxième étape E2 du procédé consiste à déposer une couche antireflet 25a sur le substrat 20. La couche antireflet 25a présente une épaisseur de 200 nanomètres d’un produit connu par sa dénomination commerciale AZ®-BARLi®. La couche antireflet 25a formée permet d’atténuer totalement la réflexion UV sur le substrat. Elle est de plus un isolant électrique.
La troisième étape E3 est l’étape de formation des flancs 41 en résine du moule. Elle comprend plusieurs sous-étapes de photolithographie, semblables à celles décrites précédemment. D’abord, on dépose une résine 40a photosensible SU-8 par enduction sur toute la surface du substrat 20. On l’insole au travers d’un masque, afin de réaliser les flancs inclinés du premier niveau de la roue, notamment au niveau de l’extrémité des dents, en appliquant un angle a entre la surface supérieure 21 du substrat et la source d’insolation (l’angle est alors dû à l’orientation du substrat). Afin que ce même angle soit présent sur chaque dent, le posage est mobile en rotation (mode dynamique) par rapport au centre de la future roue. L’angle des dents étant supérieur à 38°, l’ensemble du posage et du substrat recouvert de SU-8 est plongé dans la glycérine pendant l’insolation. La résine est ensuite développée.
Sur le substrat comprenant la couche 25a et les structures en résine 40a, une couche antireflet 25b est déposée par spin-coating. Les flancs en résine du second niveau du moule sont alors formés en trois sous-étapes. On dépose une résine 40b photosensible SU-8 par enduction sur toute la surface recouverte de la couche 25b. On l’insole au travers d’un masque, afin de réaliser le second niveau du moule de la roue, en appliquant un angle de 90° entre le plan P1 du substrat 20 et le rayonnement d’insolation. La couche antireflet 25b est nécessaire du fait de la conformation du substrat, qui, à cette étape, est partiellement constitué des flancs de la partie en résine 40a, inclinés par rapport au rayonnement d’insolation.
Selon les angles d’insolation, la résine peut être :
Réfléchissante, ce qui générerait des insolations parasites, ou
Transparente, si bien que le rayonnement incident atteindrait le substrat, générant un rayonnement réfléchi qui, en atteignant l’interface résine/air, représenterait de nouveau un risque d’insolation parasite. Du fait des remarques précédentes, la couche antireflet apparaît bien nécessaire. On note que les flancs qui sont droits sur toute leur hauteur sont directement réalisés à cette étape. On développe la résine. Un détail du résultat obtenu à ce stade est illustré en figure 18.
Une quatrième étape du procédé consiste au retrait E4 de la couche antireflet dans les ouvertures de la résine, c’est-à-dire au fond du moule, à l’aide d’un plasma oxygène, de façon à révéler le substrat 20 métallique. La couche antireflet est ici retirée par un traitement avec un plasma oxygène. Un moule est ainsi obtenu, délimité au moins partiellement par ladite résine photosensible, plus précisément par lesdits flancs en résine susmentionnés formant les côtés du moule, et par une partie de ladite au moins une surface supérieure du substrat, formant le fond du moule.
La cinquième étape E5 du procédé consiste à fabriquer la roue d’ancre par électroformage en remplissant le moule obtenu précédemment, comme représenté par la figure 19. Avantageusement, un alliage paramagnétique amorphe, à base de nickel et de phosphore, est utilisé. Le procédé de croissance étant isotrope, le remplissage du moule s’initie au niveau de la surface supérieure conductrice de la plaquette et se poursuit, en s’élargissant, au niveau des flancs inclinés, selon le biseau formé par le moule.
La sixième étape du procédé consiste à détacher E6 la roue d’ancre 60 par dissolution de la résine et détachement du substrat.
La face arrière de la roue résultant de la fin de la croissance par galvanoplastie est terminée par mise à hauteur et polissage avant ou après son démoulage.
Le composant obtenu est une roue d’ancre 60 présentant des flancs en partie inclinés au niveau de ses dents 61 . Ces flancs n’ont besoin d’aucune retouche mécanique, du fait de la bonne résolution des flancs inclinés en résine du moule dans lequel la roue d’ancre est fabriquée. Il en est de même pour la face de la roue « issue >> du substrat, c’est-à-dire qui était en contact du substrat 20 jusqu’à l’étape de démoulage.

Claims

32
REVENDICATIONS Procédé de fabrication d’un moule pour la fabrication d’un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : o Se munir (E1 ) d’au moins un substrat (20, 20’) comprenant une surface supérieure (21 ) ; o Appliquer (E2) un traitement à effet antireflet sur tout ou partie de la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) ; puis o Déposer (E31 ) une couche de résine (40) photosensible sur la surface supérieure du substrat (20, 20’) ; o Insoler (E32) ladite résine (40) photosensible à un rayonnement d’insolation (45) selon un motif prédéfini ; puis o Développer (E33) la résine (40) photosensible, de sorte à former un moule délimité au moins partiellement par ladite résine (40) photosensible et par une partie de ladite surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’). Procédé de fabrication d’un moule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape consistant à insoler (E32) ladite résine (40) photosensible utilise un rayonnement d’insolation (45) appliqué sur au moins une zone du substrat avec une incidence non perpendiculaire à la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) sur laquelle un traitement à effet antireflet a été appliqué, présentant notamment une incidence formant un angle compris entre 10 et 80 degrés relativement à la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) au niveau de ladite zone et/ou en ce que l’étape consistant à insoler (E32) ladite résine (40) photosensible à un rayonnement d’insolation (45) est réalisée avec un angle d’incidence du rayonnement d’insolation relativement à la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) variable dans le temps et/ou avec une position du rayonnement d’insolation relativement à la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) variable dans le temps. 33 Procédé de fabrication d’un moule selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape consistant à appliquer (E2) un traitement à effet antireflet comprend le dépôt d’une couche antireflet (25) sur le substrat (20, 20’), ce dépôt d’une couche antireflet (25) étant réalisé par une enduction, ou par centrifugation, ou par une enduction par pulvérisation, ou par une enduction par trempage, ou par un dépôt chimique en phase vapeur (CVD), ou par un dépôt physique par phase vapeur (PVD), ou par un dépôt de couche atomique (ALD), ou par un dépôt par ablation laser pulsé (PLD). Procédé de fabrication d’un moule selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape consistant à insoler (E32) ladite résine (40) photosensible à un rayonnement d’insolation (45) est réalisée dans un milieu d’indice de réfraction différent de l’air, par exemple de la glycérine, pour augmenter l’angle d’incidence du rayonnement dans ladite résine relativement à la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) par rapport à une configuration identique dans l’air. Procédé de fabrication d’un moule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le substrat (20, 20’), ladite résine (40) et un masque (5) d’insolation de ladite résine (40) sont positionnés dans une enceinte comprenant ledit milieu d’indice de réfraction différent de l’air. Procédé de fabrication d’un moule selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de retrait (E4) partiel ou complet d’une couche antireflet (25) après l’étape consistant à développer (E33) ladite résine photosensible suite à l’insolation (E32) à un rayonnement d’insolation. Procédé de fabrication d’un moule selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (20, 20’) est fait en un matériau conducteur, notamment se présente sous la forme d’une plaquette en métal, comme un acier inoxydable, ou en ce que le substrat (20, 20’) est fait en un matériau non conducteur, notamment se présente sous la forme d’une plaquette en silicium, en verre ou en céramique, ou en polymère, ou en composite, et éventuellement en ce que le procédé comprend une étape de dépôt d’une couche métallique sur le substrat fait en un matériau non conducteur. Procédé de fabrication d’un moule selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape consistant à se munir (E1 ) d’un substrat (20, 20’) comprend une étape consistant à réaliser une creusure (30, 30’) à partir de la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’), de sorte à former une creusure (30, 30’) délimitée par au moins une surface inclinée (31 ) relativement au plan (P1 ) dans lequel s’étend ladite surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) hors de la creusure (30, 30’), avant la mise en oeuvre de l’étape consistant à appliquer (E2) un traitement à effet antireflet sur tout ou partie de la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’), de sorte que ce traitement à effet antireflet est réalisé sur au moins une partie de ladite surface inclinée (31 ) de ladite creusure (30, 30’). Procédé de fabrication d’un moule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape consistant à réaliser une creusure (30, 30’) forme ladite au moins une surface inclinée (31 ) avec une inclinaison formant un angle compris entre 10 et 80 degrés relativement à la surface supérieure (21 ) du substrat (20, 20’) hors de la creusure mesurée à l’interface (4) entre cette surface supérieure (21 ) et la creusure (30, 30’), notamment forme ladite au moins une surface inclinée (31 ) de forme arrondie ou formée d’une multitude de facettes ou comprenant au moins une arête vive et/ou étant de forme concave ou convexe. Procédé de fabrication d’un moule selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l’étape consistant à réaliser une creusure (30, 30’) utilise une technique de polymérisation à deux photons, ou de stéréolithographie ou de photolithographie grise. Procédé de fabrication d’un composant horloger (1 ), caractérisé en ce qu’il comprend une première phase correspondant au procédé de fabrication d’un moule selon l’une des revendications précédentes, et une deuxième phase de formation du composant horloger (1 ) comprenant une étape consistant à remplir (E5) tout ou partie dudit moule avec un matériau du composant (10). Procédé de fabrication d’un composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape consistant à remplir (E5) le moule comprend une étape d’électrodéposition, d’électroformage, de galvanoplastie, de coulage de barbotine, de thermoformage ou une étape de remplissage par coulage du matériau du composant (10). Procédé de fabrication d’un composant horloger selon l’une des revendications 1 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend une étape consistant à détacher (E6) le composant horloger (1 ) obtenu par l’étape consistant à remplir (E5) le moule, de tout ou partie du moule. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon l’une des revendications 1 1 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de finition consistant à polir ou rectifier la face (3) du composant horloger (1 ) non en contact avec le moule pour assurer sa planéité et optionnellement une étape consistant à modifier la couleur ou les propriétés tribologiques d’au moins une partie de la surface du composant horloger (1 ) par le dépôt d’un revêtement formé par un procédé de dépôt physique par phase vapeur (PVD), ou de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), ou de dépôt de couche atomique (ALD), ou de dépôt par ablation laser pulsé (PLD). Procédé de fabrication d’un composant horloger selon l’une des revendications 1 1 à 14, caractérisé en ce que ledit matériau du composant 36
(10) est un métal ou un alliage métallique, notamment à base de nickel ou d’or ou de cuivre, ou est à base de céramique ou de matériau composite. Procédé de fabrication d’un composant horloger selon l’une des revendications 1 1 à 15, caractérisé en ce que le composant horloger est un composant d’habillage horloger comme une applique, un cadran, ou une d’aiguille, ou un composant du mouvement, comme une roue d'échappement ou une roue d’ancre ou encore un ressort.
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