JP6326464B2 - マイクロメカニカル時計部品を製造するための方法、及び上記マイクロメカニカル時計部品 - Google Patents

Description

本発明は、シリコン系マイクロメカニカル時計部品を製造するための方法に関する。同様に本発明は、特にこのようなプロセスによって得ることができる、シリコン系強化マイクロメカニカル時計部品に関する。

シリコンは、マイクロメカニカル時計部品、特に部品がその上で機械加工されるシリコン系基板上に接続されたままとなる部品の製造において使用されることがますます多くなっている材料である。

歯付きホイール又は脱進機の構成部品等のマイクロメカニカル時計部品の製造のために標準的に使用される金属又は合金に対して、シリコンは多数の利点を有する。シリコンは極めて軽量かつ極めて硬質な材料であり、従ってシリコンはその慣性を極めて大幅に低減でき、その結果効率を改善できる。同様にシリコンは、複雑な又はモノブロックの部品を製造可能とする。

シリコンの特性を改善又は修正するために、シリコン全体に亘って好適な材料の層を堆積させることが知られている。よって、シリコンの摩擦学的特性を改善するために、例えば薄膜気相堆積（ＣＶＤ／ＰＶＤ）法によって、シリコン上にダイヤモンドを堆積させる。

しかしながらこれらの方法は、その堆積速度が、堆積層の厚さが数ミクロンを超えるとあまりに遅くなり得ることが分かっている。実際には、ＣＶＤ装置の堆積速度は例えば典型的には１０ナノメートル／分程度であるため、この技術は一般に、数ミクロンを超える層の製造には使用されない。

従って、シリコン上に好適な材料の厚い層を迅速に堆積させることができる、シリコン系マイクロメカニカル時計部品を製造するための方法を提案する必要がある。

更に、シリコン系基板を用いて、文字盤を製造できる。

腕時計の文字盤又は別の時計部品は、情報を提供すること又は文字盤を強調することを可能とする、刻印又は装飾表面を備える。これらの装飾は従来、様々な彫刻技術によって製造される。

文字盤をシリコン基材上に製造する場合、このような刻印又は装飾表面を製造するための、実装が容易な新規の技術を提案する必要がある。

更に、時計製作においてより標準的に使用される他の材料と全く同様に、シリコン系基板から製造された時計部品は潤滑する必要がある。

例えば、接触圧が低い場合に摩擦係数の低下を促進する、極めて流動性が高い潤滑剤を使用することが公知である。しかしながらこのタイプの潤滑剤は、特に接触圧が比較的高い場合に、その効果が低減するという欠点を有する。これは潤滑フィルムの破断によるものである。表面上に堆積したポリマーブラシの形成と、このポリマーブラシに対する親和性を有する潤滑剤のポリマーブラシへの含浸とに基づく、上部潤滑技術は、広い範囲の応力に対して摩擦を大幅に低減できることが公知である。これらの極めて柔軟なポリマーブラシは、潤滑剤を含浸すると真っ直ぐな状態に戻り、これによって潤滑剤で満たされた一種のスポンジを形成する。摩擦条件に応じて、接触圧が高い場合には上記繊維は容易に圧縮でき、潤滑剤を接触面に戻すことができる。その結果、より厚い潤滑剤フィルムが形成され、これによって摩擦係数並びに摩耗及び裂けが有意に低下する。しかしながら、応力の持続時間が長い場合、これらのポリマーブラシは最終的に劣化し（摩耗及び裂け、表面の擦過傷）、これによりポリマーブラシコーティングはその機能を保証できなくなる。

従って、潤滑するべき時計部品の表面上に、十分な量の潤滑剤を含有することによって、上記時計部品を備える時計ムーブメントの保守サービスの頻度を低減できる、シリコン系マイクロメカニカル時計部品を潤滑するための新規の方法を提案する必要がある。

同様に、シリコン系マイクロメカニカル時計部品を潤滑するための新規の方法を提案する必要があり、この方法は潤滑状態を生成でき、これによって摩耗及び裂け並びに摩擦係数を大幅に低減させて、この時計部品を備える時計ムーブメントの信頼性、効率、及びこれに伴ってパワーリザーブを、広い範囲の応力に対して向上させることができる。

この目的のために、本発明は、マイクロメカニカル時計部品を製造するための方法に関し、この方法はシリコン系基板から開始され、以下のステップをこの順で含む：
ａ）シリコン系基板を準備するステップ；
ｂ）上記シリコン系基板の表面の少なくとも一部の表面上に、深さ少なくとも１０μｍ、好ましくは少なくとも５０μｍ、より好ましくは少なくとも１００μｍの細孔を形成するステップであって、上記細孔は、上記マイクロメカニカル時計部品の外側表面において外向きに開口するよう設計されている、ステップ。

本発明による方法は、基板の表面上に事前に細孔を形成することによって、マイクロメカニカル時計部品に使用されるシリコン系基板の様々な特性を改善できる。

本発明は同様に、上で定義された方法によって得ることができるマイクロメカニカル時計部品に関する。

本発明は同様に、シリコン系基板を備えるマイクロメカニカル時計部品に関し、上記シリコン系基板は、上記シリコン系基板の表面の少なくとも一部の表面上に、深さ少なくとも１０μｍ、好ましくは少なくとも５０μｍ、より好ましくは少なくとも１００μｍの細孔を有し、上記細孔は、上記マイクロメカニカル時計部品の外側表面において外向きに開口するよう設計されている。

第１の実施形態によると、上記細孔は、ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、セラミック、ポリマー及びこれらの混合物から選択された材料の、上記細孔の上記深さと少なくとも等しい厚さの層で充填できる。上記材料の表面層は、シリコン系基板の表面上、及び上記材料で充填された細孔の表面上に設けることができる。

別の実施形態によると、上記細孔は装飾表面を形成するよう設計でき、上記装飾表面は、金属化層及び／又はＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＶＯ₂を含む群から選択された透明酸化物層で被覆される。

別の実施形態によると、上記細孔は減摩剤を含むことができる。時計部品はまた、細孔間にシリコン系繊維を備えることもでき、上記シリコン系繊維は、上記減摩剤のための少なくとも１つの湿潤剤で被覆された壁を備え、上記シリコン系繊維は上記減摩剤に含浸される。上記シリコン系繊維は同様に、少なくとも１つのポリマーブラシで被覆された壁を備えることができ、上記シリコン系繊維及び上記ポリマーブラシは上記減摩剤に含浸される。

別の実施形態によると、上記細孔を上記シリコン系基板上に設けることにより、細孔を備えず減摩剤が塗布されるシリコン系基板の少なくとも１つの領域に対するエピラム効果を有する、少なくとも１つの上部疎水領域を形成できる。

本発明の目的、利点、特徴は、単なる非限定的な例として挙げられ、添付の図面に図示されている、本発明の様々な実施形態に関する以下の詳細な説明において、より明らかとなるであろう。

図１は、本発明による製造方法のあるステップの概略図である。 図２は、本発明による製造方法の別のステップの概略図である。 図３は、本発明による製造方法の更に別のステップの概略図である。 図４は、本発明による製造方法の別の実施形態のあるステップの概略図である。 図５は、本発明による製造方法の別の実施形態の別のステップの概略図である。 図６は、本発明による製造方法の別の実施形態の更に別のステップの概略図である。 図７は、本発明による製造方法の別の実施形態のあるステップの概略図である。 図８は、本発明による製造方法の別の実施形態の別のステップの概略図である。 図９は、本発明による製造方法の別の実施形態の更に別のステップの概略図である。

本発明による、シリコン系基板から開始される、マイクロメカニカル時計部品を製造するための方法は、以下のステップをこの順で含む：
ａ）シリコン系基板を準備するステップ；
ｂ）上記シリコン系基板の表面の少なくとも一部の表面から開始する、深さ少なくとも１０μｍ、好ましくは少なくとも５０μｍ、より好ましくは少なくとも１００μｍの細孔を形成するステップであって、上記細孔は、上記マイクロメカニカル時計部品の外側表面において外向きに開口するよう設計されている、ステップ。

シリコン系基板は、形成されることになるマイクロメカニカル時計部品に応じて選択される。製造されることになるマイクロメカニカル時計部品に応じたシリコン系基板の最終形状は、本発明の方法の実装前又は後に与えられる。本発明では、表現「シリコン系基板（ｓｉｌｉｃｏｎ‐ｂａｓｅｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」は、基板内のシリコン層及びシリコン製の基板両方を指す。好ましくは、図１に図示されているように、シリコン系基板１はシリコンウェハ又はＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）ウェハである。細孔は、基板の平面に対して平行な表面上、及び基板の平面に対して垂直な表面上の両方に形成できる。

有利には、このステップｂ）は、電気化学エッチングによる方法、「ステインエッチング（Ｓｔａｉｎ‐ｅｔｃｈ）」タイプの方法及び「ＭＡＣエッチング（ＭＡＣ‐Ｅｔｃｈ）」タイプの方法からなる群から選択された方法によって達成できる。

電気化学エッチングによる方法は、電気化学的陽極酸化処理による方法とすることができる。この方法の実装には、水溶液中の、又は濃度１〜１０％のエタノールと混合されたフッ化水素酸を含有する電気化学浴を使用する必要がある。シリコンのエッチングを引き起こす電気化学的条件を生成するために、電流及び電極が必要である。上記電気化学的条件に従って、様々なタイプの細孔を得ることができる。このような方法は当業者には公知であり、本明細書において詳細な情報は不要である。

「ステインエッチング」タイプの方法は、多孔性シリコンの形成が直接得られる、シリコンの湿式エッチングに基づく。典型的には、エッチングは、ＨＦ：ＨＮＯ₃の比が５０〜５００：１であるＨＦ／ＨＮＯ₃／Ｈ₂Ｏ溶液を用いて行われる。本方法は、浴中における給電の必要が全くないという利点を有する。このような方法は当業者には公知であり、本明細書において詳細な情報は不要である。

好ましくは、ステップｂ）は「ＭＡＣエッチング」タイプの方法によって達成される。この方法は、局所的な化学エッチング反応を触媒するための貴金属の粒子の使用に基づく。典型的には、貴金属（金、銀、白金）の極薄層（１０〜５０ｎｍ）をランダムに、又はリフトオフ、エッチング、レーザ等によって堆積及び構造形成する。貴金属は好ましくは金である。より詳細には、金の粒子を、ＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂混合物中の溶液として使用できると有利である。粒子のサイズは５〜１０００ｎｍとすることができる。上記構造形成は、金のリソグラフィ、エッチング又はリフトオフによって得ることができる。別の選択肢は、極めて微細な非閉鎖層（５〜３０ｎｍ）の蒸着又はカソード粉砕（スパッタリング）である。熱処理が金の島組織の形成に寄与できる。

貴金属の層を有するシリコンをＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂混合物の水溶液中に含浸させると、貴金属は、シリコンの溶解を局所的に触媒する。このエッチング溶液は典型的には、４ｍｌ：１ｍｌ：８ｍｌ（４８％ＨＦ：３０％Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ）〜４ｍｌ：１ｍｌ：４０ｍｌ（４８％ＨＦ：３０％Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ）を含むことができる。シリコンの溶解は、好ましくは金属の下側で発生し、その後この金属はシリコン内に漸進的に貫入する。この反応は、シリコン結晶の配向、表面の配列、ドーピング、浴の化学的性質によって本質的に影響される伝播モードに従って、相当な深さ（＞１００μｍ）に亘って継続させることができる。「ＭＡＣエッチング」タイプの方法は、浴中における給電の必要がなく、その一方でシリコン中に極めて深い（＜１００μｍ）の細孔の形成が可能であるという利点を有する。従ってこの方法は、時計構成部品の製造のために一般的に使用される基板としてのＳＯＩウェハに関して使用するために特に好適である。

シリコン系基板に形成される細孔が好適なジオメトリ及びサイズを有するようにするために実装するべき、上述の方法のパラメータは、当業者には公知である。

特に細孔は有利には、１〜２００のアスペクト比（深さ：直径比）を有することができる。

好ましくは、上記細孔の深さは有利には、２００μｍ超、より好ましくは３００μｍ超とすることができる。

図２に示すように、ある特定の深さに亘る、シリコン系基板１内の細孔２の形成により、細孔２の間に、同一の深さに亘るシリコン系柱３が形成される。好ましくは、シリコン系柱を、円形断面を有するものとして考える場合、細孔２は、接触するシリコン系柱が存在しないよう、シリコン系柱３の突出表面が見かけの総表面の７９％未満となるように形成される。

本発明の方法の第１の実施形態によると、図１〜３を参照すると、シリコン系多孔性基板を用いて、初期の表面よりも遥かに大きな実際の基板表面を生成し、その結果として好適な材料の見かけの堆積率を大幅に上昇させる。

この第１の実施形態によると、本発明による方法は、ステップｂ）の後に、ステップｂ）中にシリコン系基板１内に形成された細孔２全体を、ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、セラミック、ポリマー及びこれらの混合物から選択された材料で充填することによって、細孔内に、細孔の深さに少なくとも等しい厚さの上記材料の層を形成することからなる、ステップｃ）を含む。

よって本発明による方法は、シリコン系基板の表面に、同様ではあるが多孔性ではない基板の平坦な表面上への堆積に比べて大幅に削減された短い時間内に、好適な材料の厚い層を製造できる。

このステップｃ）は、ステップｂ）の直後に、いずれの中間ステップを要することなく実施され、これにより、細孔内に堆積した材料が上記細孔の壁に直接接触する。

好ましくは、ステップｃ）は、複数の薄膜堆積法、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄型原子層堆積（ＡＬＤ）、熱酸化といった方法を含むグループから選択された方法によって達成される。これらの方法は当業者には公知であり、本明細書において詳細な情報は不要である。しかしながら、ステップｃ）をＰＶＤ堆積によって達成する場合、シリコン系基板内の細孔のアスペクト比は好ましくは４：１以下である。ステップｃ）をＣＶＤ又はＭＯＶＤ（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：金属有機化学蒸着）堆積によって達成する場合、シリコン系基板内の細孔のアスペクト比は好ましくは５０：１以下であることを明記できる。更に、ＰＶＤによる堆積に関して、堆積速度は好ましくは０．１〜５ｎｍ／秒となる。ＣＶＤ又はＭＯＣＶＤによる堆積に関しては、堆積速度は好ましくは０．０１〜１０ｎｍ／秒となる。ＡＬＤによる堆積に関しては、堆積速度は例えば０．０１ｎｍ／秒となる。更に熱酸化は、シリコン基板内のシリコンの比率を低減するために特に有利であり、シリコンは、層の厚さのおよそ５０％の速度での成長によって消費される。よって当業者は、シリコンの１００％をＳｉＯ₂で置換できるように、シリコン基板内に形成する必要がある細孔の寸法を決定でき、これによって、ＳｉＯ₂の極めて厚い層を極めて短い時間で形成できる。

有利には、本発明による方法は、ステップｃ）の後に、ｄ）基板１の及び材料で充填された細孔２の表面上に上記材料の表面層４を形成するステップを含む。より詳細には、この表面層４は、ステップｃ）による材料の堆積を延長することによって、細孔２全体を材料で充填するだけでなく、材料で充填された細孔２全体に亘って、及び柱３全体に亘って上記材料を堆積させることにより、図３に示すように、厚さｈ０の上記材料の完全な層４を形成することによって得ることができる。このようにして、柱３、材料で充填された細孔２及び完全な層４を含む、厚さｈ１の複合層が得られる。従って、ｈ０／ｈ１の比は例えば１０％程度とすることができる。

このように、本発明による方法により、堆積されたシリコン／材料、又はシリコンが全て置換された場合は堆積された材料の厚い層をベースとする、厚い複合層を備えるマイクロメカニカル時計部品を得ることができる。

ステップｂ）の間に基板の表面から開始される細孔の形成により、細孔を有しない初期表面よりも遥かに大きい実際の表面を形成するための極めて大きな波型を形成できる。当業者は、細孔のジオメトリ、及び細孔内の材料の堆積時間を選択することにより、平坦表面全体に亘る堆積に対して大幅に短縮された時間で、シリコンの表面に厚い層を製造できる。より詳細には、当業者は、細孔のジオメトリ及びサイズを選択することにより：
‐材料の堆積中に細孔を完全に充填すること；
‐ガスの流れを促進すること；
‐堆積された材料の層とシリコン細孔との間に所望の容積比を得ること
が可能である。例えば、必要であれば９０％超の多孔率を有する多孔性シリコンを製造できる。

例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ等の特定の堆積方法に関して、細孔の底部において遅くなるように、堆積速度に傾斜を付ける。このようにして、ガスの流れに関連するこの現象を補償するために、円錐形の（深い位置よりも表面において幅が広い）細孔を形成できる。

よって、細孔内に十分にガスを供給すれば、本発明による方法により、表面層４に対応する厚さｈ０の材料の完全な層を得るために必要な時間に近い堆積時間で、厚さｈ１で堆積されたシリコン／材料複合層を得ることができる。

本発明による方法は有利には、ＣＶＤによってダイヤモンドの厚い層を形成することによる、ガンギ車及びアンクルといったシリコン系脱進機の構成部品の製造のために実装できる。

本発明による方法は同様に、ＳｉＯ₂の堆積のために熱酸化による方法を使用した場合は略中実となるＳｉＯ₂の厚い層を形成することによる、シリコン系脱進機の構成部品の製造のために実装できる。

本発明による方法は同様に、本方法を多孔性シリコン製の領域の構造形成と組み合わせることによって、シリコンの深さ内に、厚さが大きい局所的な層を迅速に形成するために実装できる。

本発明の方法の第２の実施形態によると、細孔２はステップｂ）に従って、製造されることになる装飾表面に対応するシリコン系基板１の一領域上に形成される。従ってこの多孔性シリコン系基板を用いて、マイクロメカニカル時計部品全体に亘って、黒に近い濃い暗色の装飾用多孔性シリコン表面が生成される。細孔２は、ユーザが視認できる表面を形成するために、マイクロメカニカル時計部品の外側表面において外向きに開口するよう設計される。

シリコン系基板に形成される細孔が、特に可視範囲において極めて高い光吸収力を有する、反射防止性の多孔性シリコンの領域を得るために好適なジオメトリ及びサイズを有するようにするために実装するべき、上述の方法のパラメータは、当業者には公知である。

特に、時計部品の平面内の細孔を円形断面のオリフィスとして考えると、上記細孔の直径は好ましくは１０ｎｍ〜１０００ｎｍとすることができる。

得られた着色領域は、マイクロメカニカル時計部品上の装飾表面として使用される。「装飾表面」とは、例えば図案、モチーフ又は刻印、例えば数字又は他のいずれの装飾を意味している。

本発明による方法は任意に、ステップｂ）の後に、ｅ）ステップｂ）によって得られた多孔性シリコン製の装飾表面上に少なくとも１つのコーティングを堆積させることからなるステップを含むことができる。

有利には、ステップｅ）において堆積されるこのコーティングは、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｈからなる群から選択された少なくとも１つの元素をベースとした金属化層を含むことができる。好ましくは、上記金属化層は、厚さ５０ｎｍ未満の微細な層である。

有利には、ステップｅ）において堆積されるコーティングは、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＶＯ₂又はこれらの混合物からなる群から選択された酸化物のうちの１つ等の、透明酸化物層を含むことができる。金属化層又は酸化物層は、単独で使用して、例えば多孔性Ｓｉ全体に亘って直接堆積させることができ、又はこれら２つの層を接続でき、こうして酸化物層が金属化層を被覆する。酸化物層の厚さは好ましくは１００ｎｍ〜２０００ｎｍである。

多孔性シリコン製の装飾表面上の、金属化層の及び透明酸化物層のコーティングにより、干渉性の色を有する装飾表面を得ることができる。

本発明による方法は有利には、文字盤等のシリコン系時計部品を製造するために実装できる。

本発明の方法の別の実施形態によると、シリコン系基板の表面から開始される細孔の形成により、ある程度の可撓性を有し、変形による様々な圧力条件に適応できる、多孔性シリコン系上部構造を形成できる。更にこのタイプの構造はキャビティを有し、このキャビティにより、潤滑剤の多量の備蓄分を持続的に内包できる。

更に、ポリマーブラシを多孔性シリコン系上部構造上に堆積させる場合、得られるコーティングは、潤滑剤で充填でき、またこれらのポリマーブラシが圧縮された場合に、潤滑剤を戻すことができる。このコーティングも同様に、多孔性シリコン系上部構造のキャビティへの潤滑剤の浸透を補助できる。

この実施形態によると、細孔２は、上記シリコン系基板１の表面から開始して、減摩剤で潤滑されることになる領域に対応するシリコン系基板１の領域全体に亘って形成される。上記細孔は好ましくは、基板の平面に対して垂直な表面全体に亘って、即ちマイクロメカニカル時計部品の、摩擦にさらされる側部上に形成できるが、同様に基板の平面に対して平行な表面全体に亘って形成することもできる。

本実施形態によると、ステップｂ）の後に、ｆ）細孔２内の柱３の間に減摩剤を堆積させることからなるステップが設けられる。減摩剤は潤滑剤であり、例えば水溶液の形態の液体、又は乾燥状態とすることができる。好ましくは、上記減摩剤はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のパーフルオロカーボン系ポリマー、又は他のいずれの好適な減摩剤若しくは潤滑剤である。

第１の実施形態によると、減摩剤はステップｆ）に従って、シリコン系基板の細孔２内に直接堆積される。このステップｆ）は、ＣＶＤ、ｉＣＶＤ、ＰＥＣＶＤといった薄膜堆積法によって達成できる。減摩剤を重合させるために、１００℃〜３００℃程度の温度において好適な熱処理を施すことができる。このようにして、シリコン系基板の表面付近に大量の減摩剤を貯蔵でき、その一方で、シリコンによって比較的高くなった表面の見かけの硬度を保持できる。

特に有利な様式では、ステップｂ）に従ってシリコン系基板１に細孔２を形成する方法のパラメータは、細孔２の間に形成される柱３がシリコン系繊維３’を形成するように、細孔２が好適なジオメトリ及びサイズを有するよう選択される。これらの繊維３’は、５〜１００のアスペクト比（深さ：直径の比）を有する。上記繊維は可撓性上部構造を形成し、続いて、本発明による方法のステップｂ）に従った細孔の湿潤化を促進するよう選択された減摩剤に含浸される。

シリコン系繊維を備える基板は、本発明の方法のこの実施形態の２つの他の実施形態に従って使用できる。

より詳細には、図４〜６を参照すると、第２の実施形態により、ステップｖ）に従って、シリコン系基板１に細孔２を製造して、図４に示すように細孔２間に繊維３’の形状の柱３を形成することが考えられる。従って、ステップｂ）とステップｆ）との間に、ｇ）シリコン系繊維３’の壁上に減摩剤のための少なくとも１つの湿潤剤６を堆積させるステップが設けられる。この湿潤剤６は、減摩剤の湿潤化及び浸透を促進するよう選択される。湿潤剤４を塗布することにより、シリコン系繊維３’の壁を機能化するために極めて薄い層（数ナノメートル）が形成される。次にステップｆ）に従って繊維３’を減摩剤５に含浸し、ここで減摩剤５は細孔２の湿潤化を促進するよう選択される。

図７〜９を参照すると、第３の実施形態により、ステップｂ）に従って、シリコン系基板１に細孔２を製造して、図７に示すように細孔２間に繊維３’の形状の柱３を形成することが考えられる。従って、ステップｂ）とステップｆ）との間に、ｈ）シリコン系繊維３’の壁上に少なくとも１つのポリマーブラシ８を堆積させるステップが設けられる。このようなポリマーブラシ８は、例えば国際公開公報ＷＯ２０１２／１５２５１２号、ＷＯ２０１４／００９０５９号に記載されている。ポリマーブラシは、シリコン系繊維よりも長さが短い繊維を有し、これによりポリマー繊維は、機械的耐久性がより高いシリコン系繊維で保護される。次にステップｆ）に従ってポリマーブラシ８を減摩剤５に含浸し、ここで減摩剤５は湿潤化を促進するよう選択される。

この方法実施形態によって、シリコン系基板の材料内に、制御されたジオメトリ及び機械的屈曲特性を有する繊維を直接製造できるようになり、上記制御されたジオメトリ及び機械的屈曲特性により、ポリマーブラシを使用する場合に、信頼性を高めながら、広い範囲の摩擦条件に亘って上部潤滑挙動を維持できる。従って本発明による方法は、上部潤滑に通常使用されるポリマーブラシの機械的耐久性の欠如を補償できる。形成されるシリコン系繊維の構造は、潤滑剤リザーバを構成し、これは、応力に応じて十分な量の潤滑剤を接触面に戻すことができる。

細孔の、及びシリコン系繊維のジオメトリは、所望の摩擦条件及び減摩目標に応じて最適化できる。シリコン系基板の構造形成は、シリコン系繊維から、スポンジ状の層を形成する開放された不規則な細孔まで、様々とすることができる。

本発明による方法の別の実施形態によると、細孔２をシリコン系基板１上に形成することにより、細孔を備えず減摩剤が塗布されるシリコン系基板の少なくとも１つの領域に対するエピラム効果を有する、少なくとも１つの上部疎水領域を形成できる。この効果は、局所的な機能化によって補強できる。

１ シリコン系基板
２ 細孔
３’ シリコン系繊維
４ 表面層
５ 減摩剤
６ 湿潤剤
８ ポリマーブラシ

Claims (11)

1. シリコン系基板（１）から開始してマイクロメカニカル時計部品を製造するための方法であって、前記方法は：
   ａ）前記シリコン系基板（１）を準備するステップ；
   ｂ）前記シリコン系基板（１）の表面の少なくとも一部の表面上に、深さ少なくとも１０μｍの細孔（２）を形成するステップであって、前記細孔は、前記マイクロメカニカル時計部品の外側表面において外向きに開口するよう設計されている、ステップ
   をこの順で含み、
   前記細孔（２）を前記シリコン系基板（１）上に設けることにより、前記細孔を備えないシリコン基板に対して、エピラム効果を有する少なくとも１つの上部疎水領域を形成し、この上部疎水領域に減摩剤を塗布または堆積する、
   方法。
2. 前記細孔は、１〜２００のアスペクト比（深さ：直径比）を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記細孔（２）の深さは、少なくとも５０μｍ超である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記細孔（２）の深さは、少なくとも１００μｍ超である、請求項３に記載の方法。
5. 前記細孔（２）の深さは、２００μｍ超である、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記細孔（２）の深さは、３００μｍ超である、請求項５項に記載の方法。
7. 前記シリコン系基板（１）は、シリコンウェハ又はＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）ウェハである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法によって得ることができる、マイクロメカニカル時計部品。
9. シリコン系基板（１）を備えるマイクロメカニカル時計部品であって、
   前記シリコン系基板（１）は、前記シリコン系基板（１）の表面の少なくとも一部の表面上に、深さ少なくとも１０μｍの細孔（２）を有し、
   前記細孔は、前記マイクロメカニカル時計部品の外側表面において外向きに開口するよう設計され、
   前記細孔（２）が前記シリコン系基板（１）上に設けられて、前記細孔を備えないシリコン基板に対して、エピラム効果を有する少なくとも１つの上部疎水領域が形成され、この上部疎水領域に減摩剤が塗布または堆積されるように設計されている、
   マイクロメカニカル時計部品。
10. 前記細孔（２）の深さは、少なくとも５０μｍ超である、請求項９に記載のマイクロメカニカル時計部品。
11. 前記細孔（２）の深さは、少なくとも１００μｍ超である、請求項１０に記載のマイクロメカニカル時計部品。

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