JP2015230308A - 光構造化ガラスによる外装部品 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコンまたはセラミックベース部分の使用を維持した光構造化ガラスによる外装部品を提供する。【解決手段】光構造化ガラスによる第１の部分２２、２３、２４、２５、２６、２７、および、少なくとも１つの第２の材料による少なくとも１つの第２の部分２２、２３、２４、２５、２６、２７を含む外装部品２１に関する。第１の部分の１表面２８、２９、３０、３１、３２を第２の部分の表面と一体化させることで一体形外装部品２１を形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、光構造化ガラスによる外装部品、詳細には、少なくとも１つの光構造化ガラスベース部分、および、少なくとも１つの他のシリコン、金属またはセラミックベース部分を含むタイプの外装部品に関する。

時計学の分野において、シリコンまたはセラミックによるものなどの、脆性材料を用いて形成される外装部品の数が増えている。例えば、ガラス蓋、ブレスレット、バンド、または、竜頭を形成するものが想定され得る。

しかしながら、これらの脆性材料をエッチングするための技術はすべての外装部品の形状に適用することが出来ない。

欧州特許第１４３６８３０号

本発明の目的は、形状に関して限定されにくくするが、シリコンまたはセラミックベース部分の使用可能性を依然として維持する外装部品を提案することによって、先述の欠点の全てまたは一部を克服することである。

したがって、本発明は、第１の光構造化ガラスベース部分、および、少なくとも第２の材料による少なくとも第２の部分を含む外装部品であって、第１の部分の１表面を第２の部分の表面と一体化させることで一体形外装部品を形成することを特徴とする外装部品に関する。

本発明による利点として、外装部品は複合タイプである、すなわち、光構造化ガラスから、および、少なくとも１つの他の材料から形成されることは理解されたい。従って、特定の形状は光構造化ガラス部分によって得ることができる一方、機能的なシリコン、金属、または、セラミックベース要素を維持することも理解されたい。

本発明の他の有利な態様によると、
−前記少なくとも１つの第２の材料はシリコンベースのものであり、単結晶シリコン、ドープされた単結晶シリコン、多結晶シリコン、ドープされた多結晶シリコン、多孔質シリコン、酸化ケイ素、石英、シリカ、窒化ケイ素、または、炭化ケイ素を含み、
−前記少なくとも１つの第２の材料はセラミックベースのものであり、光構造化ガラス、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、石英ガラス、ゼロデュア、単結晶コランダム、多結晶コランダム、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、単結晶ルビー、多結晶ルビー、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、炭化チタン、窒化タングステン、炭化タングステン、窒化ホウ素、または、炭化ホウ素を含み、
−前記少なくとも１つの第２の材料は金属ベースのものであり、鉄合金、銅合金、ニッケルもしくはその合金、チタンもしくはその合金、金もしくはその合金、銀もしくはその合金、白金もしくはその合金、ルテニウムもしくはその合金、ロジウムもしくはその合金、または、パラジウムもしくはその合金を含み、
−前記少なくとも１つの第２の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、または、炭素の同素体の少なくとも部分コーティングをさらに含み、
−第１の部分および／または第２の部分は、ケース、ミドルケース、ホーン、文字盤、フランジ、ベゼル、押しボタン、竜頭、ケース裏蓋、針、ブレスレットまたはバンド、駒、留め金、装飾、インデックス、ガラス蓋、文字盤支持部、巻真、押しボタンアーバを形成する。

本発明は、前述のいずれかによる外装品を含むことを特徴とする時計に関する。

さらに、本発明の第１の実施形態によると、
ａ）第１のエッチングされたパターンを含む光構造化ガラスによる第１のウェーハを取り出すステップと、
ｂ）少なくとも第２のエッチングされたパターンを含む少なくとも第２の材料からできた少なくとも第２のウェーハを取り出すステップと、
ｃ）第１のウェーハを前記少なくとも１つの第２のウェーハと結合または接合させて基板を形成し、かつ、前記パターンを重ね合せることによって、光構造化ガラスによる第１の厚さ、および、前記少なくとも１つの第２の材料の少なくとも１つの第２の厚さを含む一体形外装部品を形成するステップと、
ｄ）基板から外装部品を外すステップと、
を含む一体形外装部品を製造する方法に関する。

本発明の第２の実施形態によると、
ｅ）光構造化ガラスによる第１のウェーハを少なくとも第２の材料からできた少なくとも第２のウェーハと結合または接合させて基板を形成するステップと、
ｆ）基板のウェーハのそれぞれにおけるパターンをエッチングし、かつ、前記パターンを重ね合せることによって、光構造化ガラスによる第１の厚さ、および、前記少なくとも１つの第２の材料の少なくとも１つの第２の厚さを含む一体形外装部品を形成するステップと、
ｇ）基板から一体形外装部品を外すステップと、
を含む一体形外装部品を製造する方法に関する。

結論的には、実施形態に関わらず、大量生産するために、いくつかの外装部品は同じ基板上で作成される。

他の特徴および利点は、添付図面を参照して、非限定的な例示による以下の説明から明らかとなろう。

本発明による外装部品の分解斜視図である。 本発明による外装部品の断面図である。 本発明による外装部品を製造する方法のステップを示す図である。 本発明による外装部品を製造する方法のステップを示す図である。 本発明による外装部品を製造する方法のステップを示す図である。

上記で説明したように、本発明は、光構造化ガラスによる第１の部分を、同じタイプの材料または別のタイプの材料、すなわち、例えば、シリコン、金属、または、セラミックによる材料を含む第２の部分と共に用いて形成された外装部品に関する。

この外装部品は、時計学の分野で好ましい部品として考案されたものであって、シリコンまたはセラミックベースの材料などの脆性材料の構造化が限られていることにより必要とされるものである。例えば、ケース、文字盤、フランジ、ガラス蓋、ベゼル、押しボタン、竜頭、ケース裏蓋、針、または、ブレスレットもしくはバンドを脆性材料から完全にまたは部分的に形成することが想定され得る。

しかしながら、例えば、生産の基本となるコランダム結晶などの通常部品を常に使用しなければならず、プラスチック部分を有さない部品を合わせて使用することは困難であるため制約される。

よって、本発明は、光構造化ガラスによる第１の部分、および、少なくとも第２の材料による少なくとも１つの第２の部分を含む外装部品であって、第１の部分の１表面を第２の部分の表面と一体化させることで一体形外装部品を形成することを特徴とする外装部品に関する。

本発明による利点として、材料の特性を利用した第二の部分を維持しながら、第一の部分は形状に関する可能性をより高めることは理解されたい。さらに、光構造化ガラスの可能な接合プロセスは多種多様である。それ故に、接着剤接合または中間部品の使用による場合のように、追加の材料を使用して２つの部分を一体化させることは不可欠ではない。そのため、例えば、対応する形状の２つの表面を、第１の部分を第２の部分と結合または接合させるのに十分である。

上記で説明したように、一体形外装部品は、光構造化ガラスに基づいて、完全にまたは部分的に形成されてよい。よって、前記少なくとも１つの第２の材料は、シリコン、金属またはセラミックによるものであってよい。また、前記少なくとも１つの第２の材料は、取り付けが困難な２つの材料の接合を促進するための中間材料を任意で含んでもよい。そのため、選択された接合技法によっては、この中間材料は、中間材料への接着結合によって２つの材料を互いに取り付けるための、または、十分強力な熱を産生するための層を形成して、２つの材料を溶解させるためのろう付けにたとえることができる。

前記少なくとも１つの第２の材料は、シリコンベースのものである場合、単結晶シリコン、ドープされた単結晶シリコン、多結晶シリコン、ドープされた多結晶シリコン、多孔質シリコン、酸化ケイ素、石英、シリカ、窒化ケイ素、または、炭化ケイ素を含むことができる。

前記少なくとも１つの第２の材料は、セラミックベースのものである場合、光構造化ガラス、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、石英ガラス、ゼロデュア、単結晶コランダム、多結晶コランダム、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、単結晶ルビー、多結晶ルビー、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、炭化チタン、窒化タングステン、炭化タングステン、窒化ホウ素、または、炭化ホウ素を含むことができる。

前記少なくとも１つの第２の材料は、金属ベースのものである場合、１５Ｐ、２０ＡＰもしくは３１６Ｌ鋼のような鉄合金、真鍮などの銅合金、洋銀などのニッケル合金、チタンもしくはその合金、金もしくはその合金、銀もしくはその合金、白金もしくはその合金、ルテニウムもしくはその合金、ロジウムもしくはその合金、または、パラジウムもしくはその合金を含むことができる。

また、さらにはシリコン、金属またはセラミックによる少なくとも１つの第２の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、または、炭素の同素体の少なくとも部分コーティングを含むことができる。

本発明による利点として、第１の部分および／または第２の部分は、時計の多種多様な外装部品を形成することができる。従って、非限定的な例として、図１を参照すると、第１の部分および／または第２の部分は、ミドルケース２およびホーン３などのケース１、文字盤４、フランジ、ベゼル５、押しボタン６、竜頭７、ケース裏蓋８、針９、駒１１などのブレスレットもしくはバンド１０、装飾１２、インデックス１３、ガラス蓋１４、留め金、文字盤支持部、巻真、または、押しボタンアーバをとりわけ形成することができる。

例として、図２は、文字盤２２を形成する外装部品２１を示す。文字盤２２の本体は、例えば、時計目盛を形成するいくつかのインデックス２３、２４、例えば、ブランド名を表す装飾２５、および、文字盤２２を時計に固定するためのいくつかの文字盤支持部２６、２７を含む。

従って、例えば、文字盤２２を、その接触面２８、２９、３０、３１、３２を介して、インデックス２３、２４および／または装飾２５および／または支持部２６、２７と一体化させることができ、光構造化ガラスベース部分を、文字盤２２および／またはインデックス２３、２４および／または装飾２５および／または支持部２６、２７によって形成可能であることは理解されたい。当然ながら、傾斜面または非直線的表面などの他のタイプの接触面を設けることができる。

上記で説明したように、第１の部分および／または第２の部分は、種々の外装部品を形成することができる。図２におけるさらなる例によって、ケース１は、ミドルケース２を形成する第１の部分、および、ホーン３を形成するいくつかの第２の部分から形成可能であり、または、ブレスレット１０はいくつかの駒１１を形成するいくつかの第１の部分から形成可能であり、それぞれの第１の部分を、装飾を形成するいくつかの第２の部分と一体化させることができる。

また、第１の部分は、ガラス蓋１４を形成可能であり、かつ、ベゼル５もしくは拡大鏡を形成する第２の部分と一体化可能であり、第１の部分は、押しボタン６を形成可能であり、かつ、押しボタンアーバを形成する第２の部分と一体化可能であり、第１の部分は、竜頭７を形成可能であり、かつ、巻真を形成する第２の部分と一体可能であり、第１の部分は、ケース裏蓋８を形成可能であり、かつ、時計ムーブメントを示すためのガラス蓋を形成する第２の部分と一体可能であり、第１の部分は、ブレスレット取り付け駒を形成可能であり、かつ、留め金を形成する第２の部分と一体化可能であり、または、第１の部分は、ブレスレットの駒１１を形成可能であり、かつ、対応する駒を形成する第２の部分と一体化可能である。

第１の好ましい実施形態によると、本発明は、図３に示されるような第１のエッチングされたパターン５３を含む光構造化ガラスによる第１のウェーハ５１を施すための第１のステップａ）を含む製造方法に関する。このようなガラスは、例えば、Ｓｃｈｏｔｔ社製のＦｏｔｕｒａｎ（登録商標）、Ｈｏｙａ株式会社製のＰＥＧ３（登録商標）、または、ＬｉｆｅＢｉｏＳｃｉｅｎｃｅ社製のＡｐｅｘ（商標）から入手可能である。

本発明による利点として、光構造化ガラスの光構造化によって、シリコンまたはセラミックベースの材料のエッチングよりも幅広い種類の形状が可能になる。光構造化プロセスは、第１段階では、光構造化ガラスに対応する波長で、前記波長に対して部分的に不透明のマスクを通した照明で構成される。光構造化ガラスウェーハの領域を、照明の品質、向き、および、分布に従って体系化する。

したがって、可変の不透明性の領域を有するマスクおよび／または焦点が制御可能である光源を使用することによって、上記のインデックス２３、２４などの形状を作ることができることは理解されたい。照明光源は、例えば、２００〜４００ｎｍで構成される波長のスペクトル分布ピークを有する紫外線ランプによるものであってよい。

第２段階は、光構造化ガラスウェーハを熱処理することである。光構造化ガラスによって加熱温度は可変であり、約６００℃までとしてよい。この熱処理によって、化学エッチングによる最終除去段階のための被照明領域の選択の幅が広がる。この化学エッチングを、例えば、周囲温度で超音波を使用した１０％のフッ化水素酸浴において行うことができる。これによって、図３に示されるようなウェーハ５１が得られる。

第２のステップｂ）は、図４に示されるように、少なくとも第２のエッチングされたパターン５７を含む少なくとも第２の材料からできた少なくとも第２のウェーハ５５を施すためのものである。非限定的な方法では、ディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）、レーザエッチング、または、プラズマエッチングといったドライエッチングを示す場合がある。上記で説明したように、化学エッチングまたはさらには別の光構造化といったウェットエッチングを使用した想定も十分可能である。結論的には、樹脂のフォトリソグラフィを混合した光構造化を行った後、ドライエッチングまたはウェットエッチングを行うこともできる。

第３のステップｃ）は、第１のウェーハ５１を前記少なくとも第２のウェーハ５５に結合または接合させて一体形基板を形成し、かつ、前記パターン５３、５５を重ね合せることによって、光構造化ガラスによる第１の厚さ、および、シリコン、金属またはセラミックによる前記少なくとも１つの第２の材料の少なくとも１つの第２の厚さを含む一体形外装部品を形成するためのものである。

使用される材料に応じて、いくつかの可能な接合方法がある。非限定的な方法では、例えば、参照により本明細書に組み込まれる特許文献１で説明されるように、レーザを使用する電磁放射による表面のダイレクト溶接について示す場合がある。陽極接合、融着接合、熱圧着接合、リフロー接合、共晶接合、超音波接合、または、サーモソニック接合を使用した想定も十分可能である。

最後に、当該方法は、一体形外装部品を基板から外すための最終ステップｄ）を含む。本発明による利点として、このように多種多様の材料を使用して、工業的に外装部品を形成することができる。図２に示されるように、例えば、光構造化ガラスによる第１の厚さ２２と、前記少なくとも第２の材料の少なくとも第２の厚さ２３、２４、２６、２７とを含む文字盤２２を得ることができる。

第１の実施形態の代替手段によると、ステップｂ）は、同じ材料からまたはいくつかの異なる材料から形成されたいくつかの第２のウェーハを形成することとすることができる。従って、この第１の実施形態の代替手段では、ステップｃ）において、３つのウェーハが接合された一体形基板を得ることで、文字盤２２の本体を形成する光構造化ガラスによる第１の厚さと、インデックス２３、２４および文字盤の支持部２６、２７を形成する同じ材料から、または、いくつかの異なる材料から形成された少なくとも２つの第２の厚さとを含む外装部品を形成することができることは理解されたい。

第２の実施形態によると、本発明は、第１の実施形態のステップｃ）において説明した同じ方法を用いて、第１の光構造化ガラスベースのウェーハを少なくとも第２の材料からできた少なくとも第２のウェーハに結合または接合させて一体形基板を形成するための第１のステップｅ）を含む製造方法に関する。

第２の実施形態では、引き続き、第１の実施形態のステップａ）およびｂ）において説明した同じ方法を用いて、基板のウェーハのそれぞれにおけるパターンをエッチングし、かつ、前記パターンを重ね合せることによって、光構造化ガラスによる第１の厚さと、前記少なくとも１つの第２の材料の少なくとも１つの第２の厚さとを含む一体形外装部品を形成するためのステップｆ）を行う。

最後に、当該方法は、一体形外装部品を基板から外すための最終ステップｇ）を含む。本発明による利点として、このように多種多様の材料を使用して、工業的に外装部品を形成することができる。図２に示されるように、例えば、光構造化ガラスによる第１の厚さ２２と、前記少なくとも第２の材料の少なくとも第２の厚さ２３、２４、２６、２７とを含む文字盤２２を得ることができる。

第１の実施形態と同様の、第２の実施形態の代替手段によると、ステップｅ）は、同じ材料から、または、いくつかの異なる材料から形成されたいくつかの第２のウェーハを用いて基板を作成することとすることもできる。従って、この第２の実施形態の代替手段では、第１の実施形態のように、３つのウェーハが接合された基板を得ることで、光構造化ガラスによる第１の厚さと、同じ材料からまたはいくつかの異なる材料から形成された少なくとも２つの第２の厚さとを含む外装部品を形成することができることは理解されたい。

当然ながら、実施形態に関わらず、図５に例示されるように、当該方法によって、いくつかの外装部品６１を同じ基板６３上で製造することが可能になる。

本発明は、示された例に限定されず、当業者には明らかであろう種々の変形および修正をなすことができる。特に、同じパターンがそれぞれの部分に必要とされる場合、ウェーハを互いに接合することができ、そして、単一エッチングを行うことができる。

同様に、文字盤４、２２の複数のインデックス１３、２３、２４の例におけるように、ウェーハを使用した方法が好ましいが、これはすなわち、インデックス１３、２３、２４の全てを同じ光構造化ガラスウェーハにおいて体系化して、別のウェーハと一体化させるということである。しかしながら、インデックス１３、２３、２４が一つずつ取り外されて、文字盤４、２２といった別の完成部品と段階的に一体化させるのに支障は何もない。

１ ケース
２ ミドルケース
３ ホーン
４ 文字盤
５ ベゼル
６ 押しボタン
７ 竜頭
８ ケース裏蓋
９ 針
１０ ブレスレットまたはバンド
１１ 駒
１２、２５ 装飾
１３ インデックス
１４ ガラス蓋
２１、６１ 外装部品
２２ 文字盤、第１の厚さ
２３、２４ インデックス、第２の厚さ
２６、２７ 文字盤支持部、第２の厚さ
２８、２９、３０、３１、３２ 接触面
５１ 第１のウェーハ
５３ 第１のエッチングされたパターン
５５ 第２のウェーハ
５７ 第２のエッチングされたパターン
６３ 基板

Claims (10)

1. 光構造化ガラスによる第１の部分（１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２３、２５、２７、３３、３５、４３、４５）、および、少なくとも１つの第２の材料による少なくとも第２の部分（１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２３、２５、２７、３３、３５、４３、４５）を含む外装部品（２１、６１）であって、
   前記第１の部分の１表面（２４、２８、３０、３１）を前記第２の部分の表面と一体化させることで一体形外装部品（２１、６１）を形成することを特徴とする、外装部品（２１、６１）。
2. 前記少なくとも１つの第２の材料は、シリコンベースのものであり、単結晶シリコン、ドープされた単結晶シリコン、多結晶シリコン、ドープされた多結晶シリコン、多孔質シリコン、酸化ケイ素、石英、シリカ、窒化ケイ素、または、炭化ケイ素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の一体形外装部品（２１、６１）。
3. 前記少なくとも１つの第２の材料は、セラミックベースのものであり、光構造化ガラス、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、石英ガラス、ゼロデュア、単結晶コランダム、多結晶コランダム、アルミナ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、単結晶ルビー、多結晶ルビー、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、炭化チタン、窒化タングステン、炭化タングステン、窒化ホウ素、または、炭化ホウ素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の一体形外装部品（２１、６１）。
4. 前記少なくとも１つの第２の材料は、金属ベースのものであり、鉄合金、銅合金、ニッケルもしくはその合金、チタンもしくはその合金、金もしくはその合金、銀もしくはその合金、白金もしくはその合金、ルテニウムもしくはその合金、ロジウムもしくはその合金、または、パラジウムもしくはその合金を含むことを特徴とする、請求項１に記載の一体形外装部品（２１、６１）。
5. 前記少なくとも１つの第２の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、または、炭素の同素体の少なくとも部分コーティングをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の一体形外装部品（２１、６１）。
6. 前記第１の部分および／または前記第２の部分は、ケース（１）、ミドルケース（２）、ホーン（３）、文字盤（４、２２）、フランジ、ベゼル（５）、押しボタン（６）、竜頭（７）、ケース裏蓋（８）、針（９）、ブレスレット（１０）、駒（１１）、留め金、装飾（１２、２５）、インデックス（１３、２３、２４）、ガラス蓋（１４）、文字盤支持部（２６、２７）、巻真、押しボタンアーバを形成することを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の一体形外装部品（２１、６１）。
7. 請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の一体形外装部品（２１、６１）を含むことを特徴とする時計。
8. 一体形外装部品（２１、６１）を製造する方法であって、
   ａ）第１のエッチングされたパターン（５３）を含む光構造化ガラスによる第１のウェーハ（５１）を取り出すステップと、
   ｂ）少なくとも第２のエッチングされたパターン（５７）を含む少なくとも第２の材料からできた少なくとも第２のウェーハ（５５）を取り出すステップと、
   ｃ）前記第１のウェーハ（５１）を前記少なくとも１つの第２のウェーハ（５５）と結合させて基板（６３）を形成し、かつ、前記パターン（５３、５７）を重ね合せることによって、光構造化ガラスによる第１の厚さ、および、前記少なくとも１つの第２の材料の少なくとも１つの第２の厚さを含む一体形外装部品（２１、６１）を形成するステップと、
   ｄ）前記基板（６３）から前記外装部品（２１、６１）を外すステップと、を含む、方法。
9. 一体形外装部品（２１、６１）を製造する方法であって、
   ｅ）光構造化ガラスによる第１のウェーハ（５１）を少なくとも第２の材料からできた少なくとも第２のウェーハ（５５）と結合させて基板を形成するステップと、
   ｆ）前記基板（６３）の前記ウェーハ（５１、５５）のそれぞれにおけるパターン（５３、５７）をエッチングし、かつ、前記パターンを重ね合せることによって、光構造化ガラスによる第１の厚さ、および、前記少なくとも１つの第２の材料の少なくとも１つの第２の厚さを含む一体形外装部品（２１、６１）を形成するステップと、
   ｇ）前記基板（６３）から前記一体形外装部品（２１、６１）を外すステップと、を含む、方法。
10. いくつかの一体形外装部品（２１、６１）は同じ基板（６３）上で作成されることを特徴とする、請求項８または９に記載の製造方法。

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