JP6964414B2 - ハイブリッド型時計部品の製造方法 - Google Patents

ハイブリッド型時計部品の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6964414B2
JP6964414B2 JP2017017182A JP2017017182A JP6964414B2 JP 6964414 B2 JP6964414 B2 JP 6964414B2 JP 2017017182 A JP2017017182 A JP 2017017182A JP 2017017182 A JP2017017182 A JP 2017017182A JP 6964414 B2 JP6964414 B2 JP 6964414B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
hybrid
metal
component
mold
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2017017182A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017138314A (ja
Inventor
リチャード ボッサルト,
フロリアン カラム,
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 JP2017138314A publication Critical patent/JP2017138314A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6964414B2 publication Critical patent/JP6964414B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04DAPPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D3/00Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
    • G04D3/0069Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for working with non-mechanical means, e.g. chemical, electrochemical, metallising, vapourising; with electron beams, laser beams
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B31/00Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
    • G04B31/06Manufacture or mounting processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B81C99/0075Manufacture of substrate-free structures
    • B81C99/0085Manufacture of substrate-free structures using moulds and master templates, e.g. for hot-embossing
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B1/00Driving mechanisms
    • G04B1/10Driving mechanisms with mainspring
    • G04B1/14Mainsprings; Bridles therefor
    • G04B1/145Composition and manufacture of the springs
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00Gearwork
    • G04B13/02Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00Escapements
    • G04B15/14Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/063Balance construction
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/066Manufacture of the spiral spring
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B18/00Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/08Component parts or constructional details
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00Indicating the time by visual means
    • G04B19/04Hands; Discs with a single mark or the like
    • G04B19/042Construction and manufacture of the hands; arrangements for increasing reading accuracy
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00Indicating the time by visual means
    • G04B19/04Hands; Discs with a single mark or the like
    • G04B19/044Mounting and setting of the hands on the axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03Microengines and actuators
    • B81B2201/035Microgears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/03Processes for manufacturing substrate-free structures
    • B81C2201/034Moulding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Description

本発明は、少なくとも2つの異なる素材を含む、ハイブリッド型時計部品の製造方法に関する。本発明はまた、本方法によって得られた時計部品、時計ムーブメント、及びハイブリッド型時計部品を有する時計に関する。
たとえば、シリコン、より一般的には任意の微細加工可能な素材と、金属部品とから構成される、ハイブリッド型時計部品を製造する技術が知られている。このようなハイブリッド型時計部品の製造方法では、微細機械加工、特に深堀り反応性イオンエッチング(DRIE)により、第1の部品を製造する第1製造プロセスと、金属で作られた第2の部品を形成するために、電鋳(エレクトロフォーミング)、特にLIGAの頭文字で知られている技術に基づく第2製造プロセスを用いる。この第2の金属部品は後天的に付加されてもよいが、シリコンで作られた第1の部品と共に成長させると、より正確である。
欧州特許出願公開第1932804号明細書にはたとえば、作業基板上に置かれ、フォトレジスト層が積層されたシリコンウェハーをエッチングする工程と、電鋳された金属層を作成するための鋳型を形成する工程とを含む、ハイブリッド型時計部品等の製造方法が開示されている。このシリコンウェハーは、電鋳された金属で満たされた、少なくとも1つの貫通開口を有している。この技術は、時計部品の2つの異なる素材を正確に位置決めさせることを保証できるという点で利点がある。そのためこの結果、一部がシリコン製で一部が金属製の第1層と、この第1層に重ねられる、金属製の第2層を有する時計部品が得られる。この部品の異なる2つの素材同士は、第1層のシリコンの貫通開口部分に金属部分が成長することで、“緊密に”結合されることになる。しかしながら、この結合は化学結合でもなければ、機械的に強力な結合でもなく、2つの部品の側面の粗さによって結合されているだけであるので、一定のストレスや大きな温度変化にさらされた時に、結合状態が維持されることは保証され得ない。そのため、このようにして得られた時計部品は、2つの部品、つまり金属とシリコン間の凝集破壊の起こるリスクがある
このような欠点を解決するため、国際公開第2009/062943号は、金属部品がシリコン部品をサンドイッチ状に挟み込んだ、シリコン・金属のハイブリッド型部品を製造するプロセスを開示している。この製造プロセスでは、金属部品を、シリコン部品の上面に成長させるステップと、下面に成長させるステップの2つの分離したステップを実行する。このアプローチは、異なる素材から作られる時計コンポーネントの2つの部品間の接着性を改善させることができる。しかしながら、これには複雑な製造プロセスを必要とし、特にシリコン部品の下面に金属部品を成長させるために、基板をひっくり返さなければならない。加えて、金属部分を成長させる2つの分離したステップによって形成された、異なった複数の金属層の間では、なおも接着性の弱さがみられる。
それゆえ、本発明の目的は、ハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法を改善する事である。特にこの発明は、第1の素材、好ましくは微細加工可能な素材による第1の部品と、異なる第2の素材、金属で作られた第2の部品を含む、任意の時計コンポーネントの製造に適用される。
より具体的には、本発明の第1の目的は、ハイブリッド型時計コンポーネントの接着性と機械強度を充分に達成することを可能にすることである。
本発明の第2の目的は、シンプルな、ハイブリッド型時計コンポーネントの製造プロセスを提案することである。
この目的のために、本発明は、以下のステップを含む、ハイブリッド型時計コンポーネントの製造プロセスに関する:
−第1の微細加工可能な素材による少なくとも1つのウェハーを構成し、該ウェハーに少なくとも1つの貫通孔を形成するステップ。この構成されたウェハーは、ハイブリッド型時計コンポーネントの第1の部品を形成するためのものである。
−1回の電鋳により、貫通孔を通してウェハーの上面と下面の2つの面にわたって金属が延在して単一の部品となるように、金属を堆積させるステップ。この電鋳された金属は、ハイブリッド型時計コンポーネントの第2の部品を形成するためのものである。
本発明はまた、第1の微細加工可能な素材でできた第1の部品と、第1の素材とは異なる金属素材でできた第2の部品を含み、この第2の部品は単一部品として、第1の部品の上面と第1の部品の下面に、第1の部品の貫通孔を通して連続的に延在しており、これにより、第1の部品は第2の部品の一方の側面によって枠組みされ、2つの部品間の機械的保持力が保証される。
本発明は請求項によって、より明確に定義される。
これらの目的、特徴、そして本発明の利点は、以下の非制限的に与えられた個々の実施例の説明と付随する図面により詳細に開示される。
図1 a)〜g)は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型時計コンポーネントの製造プロセスの連続ステップを示している。 図2 a)〜g)は、本発明の変形例に係るハイブリッド型時計コンポーネントの製造プロセスの連続ステップを示している。 図3 a)〜g)は、本発明の第2の変形例に係るハイブリッド型時計コンポーネントの製造プロセスの連続ステップを示している。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。 本発明の実施形態に係る、様々なハイブリッド型時計コンポーネントを示す。
簡略化のため、以下の説明において「金属」という用語は、金属材あるいは合金を表す語として用いられる。また、本発明の実施形態の各変形例において、同一あるいは類似の要素に対しては、同じ参照符号が用いられる。
図1 a)は、本発明の実施形態に係るハイブリッド型時計コンポーネントの製造プロセスの第1のステップの図解である。このステップでは、時計コンポーネントの組立用支持材として役割を果たす加工用基材10が供給される。この基材は取り除かれることになっており、つまりこの基材は、最終的な時計コンポーネントを構成するパーツではない。この基材は、金属あるいは任意の導体で作られている、あるいは不導体を用いて形成されていて、上面11が金属被覆により導電性を有するようになっている。そのため、この加工用基材は、物理蒸着(PVD)によって作られた金属層を有するシリコンウェハーから成っていてもよいし、あるいはドープシリコンウェハー、金属ウェハー、あるいは、表面に電流を流すことが可能な、その他の任意の平らな基材から成っていてもよい。
時計コンポーネントは、基材10の上面11に実質的に垂直方向に積層することで作成される。以下では通例により、この方向を垂直方向zと呼び、この方向は図において上に向かう方向とする。また同様に通例により、平板の基材10を水平面と定義する。
図1 b)は、本発明の実施形態に係るハイブリッド型時計コンポーネントの製造プロセスの第2のステップの図解で、このステップでは、ハイブリッド型時計コンポーネントの金属部の下方向の成長を制御するためのモールド(鋳型)の下の部分を形成するために、感光性樹脂の第1の層12を堆積、構成する。
公知のように、この樹脂はフォトリソグラフィーに適したフォトレジストである。フォトレジストは、ネガ型でもポジ型でもよい。前者のフォトレジストの場合には、放射光を照射することで、現像液に溶解しなくなる、或いは溶解しにくくなる。後者の場合には、放射光の照射によって現像液に溶解するようになり、一方放射光の照射されなかった部分は溶解しない、或いは溶解しにくい状態が維持される。実施形態の特定の例として、使用されるレジストは、紫外線照射によって重合するネガ型フォトレジストである“SU−8”型であるとよい。最初のフォトレジスト層のフォトリソグラフィーのステップでは、最初のレジスト層に光照射する、あるいは開口部と不透明領域を有するマスクを通して光を当てる。このマスクは、作製される第1のレベルの部品の製造用のパターンが定義されている。ここでのレジストへの照射に用いられる照射光は、紫外線光源から照射される紫外線である。照射は、マスクに設けられた開口部に位置するレジストの領域のみに行われるようにするため、マスクの延在する面に対して垂直に行われる。ここで説明される特定の実施形態では、照射の行われたレジスト部分は、無反応、つまり殆どの現像液に対して溶解しなくなる。先の光照射ステップに続いて、架橋熱処理ステップと、現像ステップが、随意に行われる。この現像ステップは、照射されなかったレジスト領域の除去処理から成る。除去処理は、使用されたレジストに適合した処理が行われるとよく、たとえば化学薬品を用いて溶解させる、或いはプラズマ処理が行われる。除去処理の後、基材10の導電性のある上面11が、少なくともレジストの除去された鋳型13の領域部分に出現する。変形例として、鋳型を形成可能な、これ以外の任意の公知の方法が用いられてもよい。
このステップの最後に、鋳型13と図1 b)に示された構造物が得られ、この構造物は、基材10の導電性のある上面11が第1のレベルN1を形成する層のレジストの鋳型13によって覆われている。有利には、第1のフォトレジスト層は、ハイブリッド型時計コンポーネントの金属部の下部分に求められる厚さと同じ厚さ(z方向の高さ)である。
次のステップでは、図1 c)に示されているように、レベルN1に鋳型13を形成しているこの第1のフォトレジスト層12の上に、シリコンウェハー14を堆積することで、レベルN1上に重ねられた、第2のレベルN2の構造物を形成する。このシリコンウェハー14は、最終的に生成されるハイブリッド型時計コンポーネントの、第1の素材で作られた第1部品を形成することになる。
次に、たとえばDRIEエッチングにより、第1のレベルN1のレジストのない領域13上に少なくとも部分的に重なる、少なくとも1つの貫通孔15を形成するように、シリコンウェハー14を構成するステップが実行される。見ての通り、基材10の上面11は、このシリコンウェハーの少なくとも一つの貫通孔15を介してアクセス可能になっている。図1 d)は、このステップによって得られた結果を示している。見ての通り、貫通孔15は理想的には、少なくとも所与の一方向において、上部に貫通孔15の形成されている、素材の存在しない領域よりも小さい。これは後述するように、最終的に生成される部品の結合力を得るためである。別の言い方をすると、ウェハー14の下面は、第1のレベルN1のレジストのない領域13の少なくとも一部を覆っている。
次に、第2のフォトレジスト層を堆積、構成するステップが実行され、これによりシリコンウェハー14の上面に第3のレベルN3を形成し、またウェハー14の少なくとも1つの貫通孔15の一部を埋めてもよい。図1 e)は、このステップによって得られた結果を示しており、このステップではレベルN3上に鋳型17を形成し、鋳型は部分的に、シリコンウェハー14の上面と、そして部分的にはシリコンウェハーの貫通孔15の内側から基材の上面11へと延在している、それゆえこの鋳型17は、レベルN1の鋳型13と、レベルN2の貫通孔15と、少なくとも部分的に(随意に)レベルN3の素材の存在しない領域の組み合わせで形成されている。これは基材10の上面11からレベルN3の上面まで延在している。図示した例では、貫通孔15は円筒形状で、層16は、貫通孔15によって形成された円筒の中心に位置する、直径のより小さい円筒部を有し、これにより、円筒部の周囲には、鋳型17の環状部を形成する空白の円環が残される。レベルN3では、鋳型16には理想的には、ウェハー14の少なくとも一面が貫通孔15から見えるように残され、この貫通孔15に直接アクセスできる。
続いてプロセスは、フォトレジストの各層とハイブリッド型時計コンポーネントのシリコン部分とから形成される鋳型に、金属を電着するステップを実行する。ここでの金属の成長は、最終的なハイブリッド型時計コンポーネントを構成する、第2の素材でできた第2の部品を形成することになり、この成長は少なくとも部分的にレベルN3に達するまで続けられる。その結果を図1 f)に示す。電鋳された金属18が、基材10の上面11からレベルN3まで延在する単一部品として、シリコンウェハー上に部品を形成していることが伺われる。金属は、特にウェハー14の下面及び上面の両方に貫通孔15を介して延在し、単一の電鋳プロセスによって単一部品として形成された金属部品による、サンドイッチ状の構造を形成する。このため、時計コンポーネントは、金属のみを有する第1のレベルN1上の第1の層、金属とシリコンを有する第2のレベルN2上の第2の層、そして金属のみを有する第3のレベルN3上の第3の層を備える。
最後に、プロセスは、ハイブリッド型時計コンポーネントを支持体、つまり基材10から外す、最終ステップを実行し、これにより、図1 g)に示される、シリコンウェハー14がもとになってできたシリコン部4と電鋳された金属18がもとになってできた金属部8によって形成されるハイブリッド型時計コンポーネント1が得られる。加えて、使用されたレジストが、公知の方法で除去されるが、これは基材10の除去の前あるいは後に行われてよい。
本発明はまた、この製造プロセスによって得られるハイブリッド型時計コンポーネントに関する。このようなコンポーネントは、第1の素材、たとえばシリコンまたはその他の任意の微細加工可能な素材による第1部品4、そして金属でできた第2部品を有する。この第2部品8は、第1部品4の上面5に延在するとともに、第1部品を厚さ方向に貫通し、該第1部品の下面6に延在した、切れ目のないゾーンを形成する。その結果、第1部品は第2部品8の2つの部分に挟まれ、この2つの部品同士の機械的保持力が保証される。さらに、第2部品は、単一の部品として作成されるので、一回の電鋳ステップによるシンプルな形成を可能にするとともに、非常に強い強度を保証する。説明した実施形態によれば、時計コンポーネントはさらに、第2部品8内に円筒状の貫通孔9を有し、これによりたとえば回転軸を挿入することができる、つまりハイブリッド型時計コンポーネントを打ち込むための金属製挿入部を形成する。
ハイブリッド型時計コンポーネントの第1部品は、たとえばシリコン、ダイアモンド、水晶、あるいはセラミック等の微細加工可能な素材で作られているとよい。変形例として、これに用いられる微細加工可能な素材は2以上の層、あるいはたとえば“SOI”シリコンウェハーのように、互いに重ねられた複数のウェハーからなるものでもよい。
ハイブリッド型時計コンポーネントはさらに、2より多くの部品を含んでいても良く、少なくともこれまでの2つの素材とは異なる第3の素材で作られた第3部品を含んでいてよい。第3部品は微細加工可能な素材あるいは電鋳金属でよく、最初の2つの部品と同じように、コンポーネントに結合されるとよい。
図2 a)〜f)は、実施形態の変形例を表したものであり、相違点のみを説明する。
変形例に係るプロセスでは、レベルN1の鋳型13を形成する第2ステップに引き続いて、図2 b)に示された構成を作成するために、レベルN1の上に直接、レベルN2の第2レジスト層19を作成する処理が行われる。この第2層19は有利には、位置決めピンの製造を可能にする。
続いて、図2 c)に示されているように、たとえばDRIE法等によって、いくつかの貫通孔15を形成するようにシリコンウェハー14が独立して構成される。ここで形成されるいくつかの貫通孔15のうち、少なくとも1つは位置決めピンに対応するもので、また少なくとも1つは第1のレベルN1の鋳型のレジストのない領域13の上に重ねられるものである。ここで構成されるウェハーは、必要とされる特性を持たせるために、他の処理、たとえば酸化処理、ドーピング、あるいは他の任意の処理(ALDあるいはCVD層による、窒化、焼きなまし)が施されてよい。構成されたウェハーは続いて、図2 c)に示されるように、貫通孔が位置決めピンを通るように、前のステップで作られた構造物と結合される。この構造は、レベルN2のシリコンウェハーの精密な位置決めを確かなものとし、図2 d)に示されているように、良好な位置合わせと、特に第1のレベルN1の素材のない領域13の上への貫通孔15の重ね合わせを正確に行うことが保証される。これにより、シリコンウェハー14はレジストによって、垂直方向にはレベルN1の第1のレジスト層によって、そして水平方向には層19によって形成された少なくとも1つのレジスト位置決めピンによって、支持される。もちろん、レベルN2への位置決めが行われた後、シリコンウェハー14に付加的な構成(処理、微細加工)が任意に加えられてもよい。
図2 e)〜g)に示された、これ以降のステップはそれぞれ、先に説明した図1 e)〜g)のステップに相当する。
図2 g)に示されているように、この例で得られるハイブリッド型時計コンポーネントは、図1 g)に示されているものと非常に類似している。これはさらに、第1部品4に形成された貫通孔2を有する。
ここまでの2つの実施形態によって説明された製造プロセスは、実施形態のその他の変形例を含んでいてよい。
たとえばプロセスは、例えばショルダー部に正確に金属沈着がされるようにするため、先に説明した2つのステップの間に、不導体のレジスト及び/またはシリコン表面に導電性の層を形成する、中間金属化ステップを含んでいてよい。
別の変形例によると、より複雑な形状の鋳型を形成し、最終的にはより複雑な構造物を作成するため、同一ステップ内で、フォトレジストの堆積、構成ステップが複数回行われてもよい。
変形例として、より複雑な構造物を得るため、1以上のレジスト層を追加することもできる。
この目的のために、図3 a)〜g)は、製造プロセスの第2の変形例を示しており、以下では相違点のみを説明する。
最初の図3 a)〜d)に関するステップ群は、前に説明した変形例の、図2 a)〜d)に関するステップ群に相当する。
続いて、プロセスは、レベルN3にレジスト層16を配置、作成し、レベルN4に追加のレジスト層20を配置、作成する。さらに、前述の変形例では鋳型は3レベルに亘って延在するものであったが、本変形例ではレベルN1〜N4に亘って延在する鋳型17を形成する。
以降の電着ステップは、図2 f)で行われるステップと同様であり、このステップの結果は図3 f)に示されているが、本変形例ではレベルN4にも電着が行われる。
図3 g)に示された、ここで得られるハイブリッド型時計コンポーネントは、たとえばホイール型で時計コンポーネントのシリコン部4と直接接していないが、密着性のある金属構造7を有している点が、先に説明したものとは異なる。第2の変形例はそのため、時計コンポーネントの2つの部品(たとえばシリコン/金属ホイール)の分割を可能にする。
また、同様の方法で、本実施形態の基材上に直接堆積される第1のレジスト層を、2つの分離した層にすることが可能であることも明らかである。
上に述べた製造方法は、たとえば、具体的かつ非制限的な例として、アンクル(pallet)、ジャンパ、ホイール、ピニオン、ラック、スプリング、テンプ(balance)、カム、あるいはバネ棒(bar)等の、時計部品の製造に用いられ得る。
本発明はまた、上に述べたプロセスで得られるハイブリッド型時計コンポーネントに関し、またこのようなハイブリッド型時計コンポーネントを含む、時計ムーブメント、及びたとえば腕時計等の時計に関する。
後者の例はたとえば、図4 a)に示されているような、打ち込み用の金属製挿入部を有する針、または図4 b)に示されているような、バランス用のカウンターウェイトを有する針である。
ハイブリッド型時計コンポーネントは、図5 a)に示されるような、打ち込み用の金属製挿入部を有するアンクル、または図5 b)に示されるようなツメ石(pallet stone)を有するアンクルである。
ハイブリッド型時計コンポーネントは、図6に示されるような、最適化された、慣性/重量の比を有するテンプである。
ハイブリッド型時計コンポーネントは、図7 a)に示されるような、金属製の歯を有するパレットホイール(pallet wheel)、図7 b)に示されるような、金属製の挿入部を有するパレットホイール、または図7 c)に示されるような、フレキシブルな金属構造を有するパレットホイールである。
ハイブリッド型時計コンポーネントは、図8 a)に示されるような、金属のひげ玉(collet)を有するヒゲゼンマイ(balance spring)であり得、また図8 b)に示されるような、ヒゲゼンマイの外側の端を固定する、あるいは金属をヒゲ持ち(stud)に止着するために設けられた金属のヒゲゼンマイ支持部を有するヒゲゼンマイであり得、または図8 c)に示されるような、ヒゲゼンマイ支持部に打ち込み用の金属製挿入部を有するヒゲゼンマイであり得、また図8 d)に示されるような、ひげ玉に打ち込み用の金属製挿入部を有するヒゲゼンマイであり得る。このようなヒゲゼンマイの製造は特に、最適な性能を得られるように酸化シリコンで作られたコイルを形成するために、公知の酸化シリコンウェハーの作成を独立に実行しつつ、先に述べた製造プロセスの変形例を用いる。
ハイブリッド型時計コンポーネントは、図9に示されるような、シリコンで作られた機能部と、金属製のアタッチメントを備えたスプリングであり得る。

Claims (6)

  1. 第1の微細加工可能な素材による少なくとも1つのウェハー(14)貫通孔(15)が形成された第1部品と、前記貫通孔(15)を通して前記ウェハー(14)の上面と下面の2つの面にわたって金属が延在した第2部品と、を形成することを含むハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法であって
    少なくとも上面(11)が導電性の基材(10)を供給するステップと、
    前記基材(10)の前記上面(11)に、前記基材(10)の上に素材の存在しないゾーンが少なくとも1つ存在するようにレジストの鋳型(13)を形成するステップと、
    第1の微細加工可能な素材による少なくとも1つのウェハー(14)を構成し、先のステップで形成された、前記レジストの鋳型(13)の上に堆積する、あるいは逆に第1の微細加工可能な素材による少なくとも1つのウェハー(14)を、先のステップで形成された、前記レジストの鋳型(13)の上に設置して、前記少なくとも1つのウェハー(14)を構成するステップであって、該ステップでは前記少なくとも1つのウェハー(14)に少なくとも1つの貫通孔(15)が、先のステップで形成された前記レジストの鋳型(13)の素材の存在しないゾーンの上に少なくとも部分的に重なるように形成されるステップと、
    前記ウェハー(14)の上に、前記基材(10)の前記上面(11)から、積層の上面に延在する、素材のないゾーンを有する、レジストの鋳型(17)を形成するステップと、
    金属または合金が、前記基材(10)の前記上面(11)から前記ウェハー(14)上部まで延在するように、電鋳により金属または合金を堆積させるステップと、
    前記基材(10)を取り除くことで、前記ハイブリッド型時計コンポーネントを解放するステップと、
    を含む、ハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法。
  2. さらに、
    前記レジストの鋳型(13)の素材の存在しないゾーンの上に重なる箇所に、前記ウェハー(14)の下面が少なくとも前記鋳型(13)の素材の存在しないゾーンを少なくとも部分的に覆うように、前記ウェハー(14)に少なくとも1つの貫通孔(15)を形成するステップと、
    前記貫通孔(15)において、少なくとも前記ウェハー(14)の上面の一部が自由な状態になるように、レジストの鋳型(17)を形成するステップと、
    を含む、請求項1に記載のハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法。
  3. 前記基材(10)の上面(11)の上部に形成された、前記レジストの鋳型(13)の上部に、第2のレジスト層(19)を形成するステップを含み、
    前記第2のレジスト層(19)は、少なくとも1つの位置決めピンを形成し、前記位置決めピンは、後に行われる、作成されたウェハー(14)の位置決めにおいて、水平方向に固定されるように、貫通孔にはめ込むことができるように形成されている、
    請求項1または2に記載のハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法。
  4. 前記基材(10)は、金属層を含むシリコンウェハー、ドープシリコンウェハー、または金属ウェハーからなる
    請求項1ないし3の何れか一項に記載のハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法。
  5. 前記基材(10)の前記上面(11)にレジストの鋳型(13)を形成するステップは、前記ハイブリッド型時計コンポーネントの前記第1部品(4)の下面(6)に位置する金属の高さに相当する厚さの鋳型(13)を形成する
    請求項ないし4の何れか一項に記載のハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法。
  6. 前記ハイブリッド型時計コンポーネントは、針、アンクル、テンプ、ピニオン、パレットホイール、ヒゲゼンマイ、スプリングを含む群の一部である
    請求項ないし5の何れか一項に記載のハイブリッド型時計コンポーネントの製造方法。
JP2017017182A 2016-02-03 2017-02-02 ハイブリッド型時計部品の製造方法 Active JP6964414B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16154126.3 2016-02-03
EP16154126.3A EP3202708B1 (fr) 2016-02-03 2016-02-03 Procédé de fabrication d'un composant horloger hybride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017138314A JP2017138314A (ja) 2017-08-10
JP6964414B2 true JP6964414B2 (ja) 2021-11-10

Family

ID=55299372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017017182A Active JP6964414B2 (ja) 2016-02-03 2017-02-02 ハイブリッド型時計部品の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10359738B2 (ja)
EP (1) EP3202708B1 (ja)
JP (1) JP6964414B2 (ja)
CN (1) CN107065501B (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3839626B1 (fr) * 2019-12-18 2023-10-11 Nivarox-FAR S.A. Procede de fabrication d'un composant horloger
USD928009S1 (en) * 2020-02-05 2021-08-17 Cheng Qiuting Second hand for a watch
EP3865954A1 (fr) * 2020-02-12 2021-08-18 Nivarox-FAR S.A. Procédé de fabrication d'un dispositif à lames flexibles monobloc en silicium, pour l'horlogerie
EP3926413A1 (fr) * 2020-06-17 2021-12-22 Rubattel et Weyermann S.A. Formation d'un objet tridimensionnel sur un cadran

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6242163B1 (en) * 1998-08-31 2001-06-05 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Shape deposition manufacturing of microscopic ceramic and metallic parts using silicon molds
EP1932804B1 (fr) * 2006-12-11 2017-03-22 Mimotec S.A. Pièces mixtes silicium/métal et méthodes de fabrication s'y référant
EP2060534A1 (fr) * 2007-11-16 2009-05-20 Nivarox-FAR S.A. Pièce de micromécanique composite silicium - métal et son procédé de fabrication
JP5317635B2 (ja) * 2007-11-30 2013-10-16 株式会社半導体エネルギー研究所 微小電気機械式装置の作製方法
CH701972A2 (fr) * 2009-10-07 2011-04-15 Nivarox Sa Rouage avec mobile monté fou en matériau micro-usinable, son procédé de fabrication et pièce d'horlogerie comportant un tel rouage.
JP5872181B2 (ja) * 2011-01-27 2016-03-01 セイコーインスツル株式会社 機械部品、機械組立体および時計
CH706645A1 (fr) * 2012-06-26 2013-12-31 Cornel Marxer Système d'accouplement solidaire d'une pièce en matériau cassant à une axe métallique.
EP2908183B1 (fr) * 2014-02-14 2018-04-18 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Spiral d'horlogerie
US10370769B2 (en) * 2014-12-12 2019-08-06 Citizen Watch Co., Ltd. Method of manufacturing electroformed components

Also Published As

Publication number Publication date
US10359738B2 (en) 2019-07-23
JP2017138314A (ja) 2017-08-10
EP3202708B1 (fr) 2023-05-03
US20190294118A1 (en) 2019-09-26
CN107065501A (zh) 2017-08-18
US20170220004A1 (en) 2017-08-03
CN107065501B (zh) 2023-10-20
EP3202708A1 (fr) 2017-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6964414B2 (ja) ハイブリッド型時計部品の製造方法
TWI474127B (zh) 異質liga(光刻電鑄模造)方法
US8070970B2 (en) UV-LIGA process for fabricating a multilayer metal structure having adjacent layers that are not entirely superposed, and the structure obtained
JP6711605B2 (ja) 多段時計部品の製造方法
CN103979483B (zh) 制造包括至少两个不同的功能性高度的一体式微机械构件的方法
US11454886B2 (en) Method for manufacturing a horological component and component obtained according to this method
JP6943559B2 (ja) 少なくとも1つの目の錯視模様を有する金属系部品の製造方法
JP3203513U (ja) 同軸脱進機の一体型アンクル
WO2016093355A1 (ja) 電鋳部品の製造方法
JP7152232B2 (ja) 電気めっき用金型およびその製造プロセス
JP6249480B2 (ja) 時計用部品、ムーブメント、時計、および時計用部品の製造方法
US20180016686A1 (en) Method for fabrication of a timepiece provided with a multi-level exterior element
KR20160031489A (ko) 디바이스를 위치시키는 방법
CN112045907A (zh) 钟表部件的制造
JP6308810B2 (ja) 時計用部品、ムーブメント、時計及び時計用部品の製造方法
US11181868B2 (en) Method for manufacturing a timepiece component and component obtained by this method
JP5620083B2 (ja) 電鋳体、その製造方法、及び時計部品
KR100721056B1 (ko) 자성체가 적용되는 물리적 구조물을 이용하여 임의의금속막 패턴을 소재 표면에 형성하는 장치 및 방법
KR100998964B1 (ko) 반도체 소자의 인덕터용 비아홀 및 트렌치 제조 방법
KR20010003324A (ko) 금속구조물의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210202

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210422

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210727

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210928

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6964414

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150