WO2025186395A1 - Method for manufacturing a timepiece component - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of manufacturing a mold for manufacturing a watch component. It also relates to a method of manufacturing a watch component which uses such a mold. It also relates to a mold for manufacturing a watch component as such, obtained by such a method.
- the object of the present invention is to improve the known methods of manufacturing a watch component, and in particular to be able to manufacture a watch component of complex shape in a simple manner and with great precision.
- the invention is based on a method of manufacturing a mold for the manufacture of a watch component, characterized in that it comprises the following steps:
- the invention also relates to a method of manufacturing a watch component, characterized in that it comprises a first step corresponding to the method of manufacturing a mold as described above, and a second step of forming the watch component comprising a step consisting of filling all or part of said mold with a material of the component.
- the invention also relates to a mold for the manufacture of a watch component, characterized in that it comprises a layer N of photosensitive resin forming at least a first cavity of the mold and an N+1 layer of photosensitive resin forming at least a second cavity of the mold, this second cavity being superimposed on the first cavity, and the N+1 layer of photosensitive resin comprising a portion overhanging above the first cavity of the N layer, the lower surface of this portion being at least partially covered by an optical filter layer.
- Figure 1 represents a sectional view of a mold during a sub-step of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a first variant of the first embodiment of the invention.
- Figure 2 represents a sectional view of a mold obtained by the manufacturing method according to the first variant of the first embodiment of the invention.
- Figure 3 represents a sectional view of the mold obtained by a manufacturing method according to a second variant of the first embodiment of the invention.
- Figure 4 schematically represents the sub-steps of the method of manufacturing a mold for a watch component according to the variants of the first embodiment of the invention.
- Figure 5 represents a sectional view of a mold during a sub-step of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a second embodiment of the invention.
- Figure 6 represents a sectional view of the mold for a watch component obtained according to the second embodiment of the invention.
- Figures 7 to 11 represent sectional views of a mold during the sub-steps of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a first variant of a third embodiment of the invention.
- Figure 12 represents a sectional view of the mold for a watch component obtained according to the first variant of the third embodiment of the invention.
- Figures 13 and 14 represent sectional views of a mold during the sub-steps of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a second variant of the third embodiment of the invention.
- Figure 15 schematically illustrates the sub-steps of the method of manufacturing a mold according to the invention.
- Figure 16 schematically illustrates the sub-steps of the manufacturing process of a watch component from a mold according to the invention.
- the invention achieves the desired objects by the intermediate manufacture of a particular mold, which may have a complex shape, in particular having a cantilevered structure, which will be explained later, in order to obtain a watch component of complex shape by a simple molding in this particular mold.
- a complex shape is notably achieved by the use of a multi-level mold, that is to say, having the form of a structure formed by several layers superimposed in a certain stacking direction, each layer forming a part of the mold cavity.
- a multi-level mold that is to say, having the form of a structure formed by several layers superimposed in a certain stacking direction, each layer forming a part of the mold cavity.
- the invention first relates to a method of manufacturing a mold for manufacturing a watch component, as shown schematically in Figures 1 to 15. It then relates to a method of manufacturing a watch component as such, the first step E1 of which consists of implementing said method of manufacturing a mold, and the second step E2 of which consists of using such a mold to manufacture a watch component as such, as shown schematically in Figure 16.
- the invention will be illustrated on the basis of two superimposed photosensitive resin layers, which can be integrated into a structure comprising a multitude of layers: for this reason, these layers will be called N and N+1 layers. To simplify the figures, only these two N, N+1 layers will be shown, and positioned directly on the substrate.
- the invention is not limited to a mold formed by only two photosensitive resin layers, but applies to any number of layers greater than or equal to two.
- the concept of the invention can be implemented on any pair of successive resin layers, and on any number of pairs of successive resin layers among all the superimposed layers. In other words, the concept of the invention can be implemented at least at any two successive N, N+1 resin layers, and at most at all pairs of two successive resin layers.
- Figures 1 and 2 illustrate a method of manufacturing a mold for a watch component according to a first variant of a first embodiment of the invention.
- Figure 1 illustrates a multilayer structure obtained after implementing different sub-steps detailed below.
- This structure comprises a stack on a substrate 20 comprising a first layer N 30 of photosensitive resin, insolated, covered over its entire upper surface by a lower layer of optical filter 35, itself covered by a conductive layer 36, covered by an upper layer of optical filter 37. Then, a second layer N+1 40 of photosensitive resin is placed on the layer N, indirectly, since it is located on the upper layer of optical filter 37.
- Figure 1 illustrates more precisely the sub-step of insolation E1.6 of the layer N+1 40 of photosensitive resin. The sub-steps of manufacturing this structure are detailed below.
- the method comprises a first sub-step E1.1 consisting of providing a substrate 20 which is in a substantially flat shape of small thickness, comprising an upper surface 21.
- the substrate 20 may be in the form of a wafer.
- This substrate 20 may be in an electrically conductive material, such as a metal or a metal alloy, such as stainless steel.
- it may be in a semiconductor material, such as silicon, or in a non-conductive material, for example ceramic.
- the function of such a conductive property of the upper surface 21 of the substrate 20 is to be able to participate in the initiation of a mold filling process by electroforming for example, as will be detailed later.
- the upper surface 21 of the substrate 20 is generally flat, and may be polished, or alternatively may comprise positive or negative relief patterns, in particular machined patterns, and/or cavities, and/or other structures, for example produced by microfabrication.
- the substrate 20 may be provided with markers, so that it can be positioned very precisely during the various steps. It may be prepared in any known manner, in particular for its degreasing, its cleaning, possibly its passivation and/or its activation.
- the substrate 20 fulfills the function of support for the manufacture of the mold which will be formed by a stack of several layers of photosensitive resin superimposed on the upper surface 21 of the substrate, according to the photolithography technology, an integral part of the LIGA process (abbreviation for "Lithography, Galvanoformung, Abformung”).
- the substrate 20 is thus covered with several layers of photosensitive resin, each layer being intended to ultimately form a part of the mold.
- the method comprises a second method substep consisting of depositing E1.2 a layer N 30 of photosensitive resin on the surface 21 of the substrate 20, or alternatively on another layer N-1, as explained previously.
- the resin is deposited according to known methods.
- the resin used can be deposited in liquid phase, or alternatively, in solid phase: it is then called “dry” resin.
- the deposition can for example be carried out by “spin-coating” (also called “rotational deposition” or “centrifugal coating” or “centrifugal coating”) or by “spray-coating” (also called “spray deposition” or “spray coating”).
- spin-coating also called “rotational deposition” or “centrifugal coating” or “centrifugal coating”
- spray-coating also called “spray deposition” or “spray coating”.
- the deposition can for example be carried out by a rolling or pressing process.
- the photosensitive resin is suitable for photolithography.
- This resin can be negative or positive.
- a negative resin it is designed to become insoluble or difficult to dissolve in a developer under the action of insolation radiation, that is to say that the areas exposed to a certain radiation called insolation will resist development, as will be detailed later.
- the resin is on the contrary designed to become soluble in a developer under the action of insolation radiation, while the part not exposed to the radiation remains insoluble or difficult to dissolve.
- the resin used is of the "SU-8" type, and is a negative photosensitive resin, which polymerizes under the action of UV (ultraviolet) radiation, such as for example the SU-8-100 resin from the company Kayaku Advanced Materials.
- this negative resin could be replaced by a positive resin, and the insolation radiation, the masks, and the different layers of the stack will then be adapted to this type of resin.
- the layer N 30 of photosensitive resin is subjected to exposure radiation through a mask, comprising openings allowing the exposure radiation to pass through, which thus reaches parts of the layer N 30 of photosensitive resin.
- the mask further comprises at least one zone opaque to the exposure radiation, which does not allow the exposure radiation to pass through.
- the mask corresponds to a first predefined pattern, and defines at least one part 32 of non-exposed photosensitive resin and at least one part 31 of exposed resin.
- the mask used would be reversed, so that the part(s) 31 exposed with a negative resin would not be exposed with a positive resin, whereas the part(s) 32 not exposed with a negative resin would be exposed with a positive resin.
- the layer N 30 of photosensitive resin is said to be “exposed”, and therefore comprises one or more exposed parts 31 and one or more non-exposed parts 32.
- the exposed layer according to the invention therefore corresponds to a layer of resin comprising exposed resin and non-exposed resin.
- This sub-step is very similar to the sub-step consisting of exposing E1.6 a layer N+1 40 of photosensitive resin, shown more specifically in figure 1, and which will be described below.
- the method of manufacturing a mold then comprises a sub-step consisting of depositing E1.4 a lower layer of optical filter 35 directly on all or part of the upper surface of the layer N 30 of exposed photosensitive resin.
- the lower optical filter layer 35 fulfills the optical function of filtering the wavelengths which insolate the photosensitive resin of the N layer. It thus avoids any subsequent parasitic insolation of the photosensitive resin, which would involuntarily modify the insolation defined by the sub-step E1.3 described previously, and which would ultimately induce a modification of the precision of the geometry of the mold during manufacture.
- the lower optical filter layer 35 makes it possible to attenuate more than 98%, or even more than 99%, or even more than 99.9% of such insolation radiation.
- the optical filter layer may be an antireflective layer and/or an absorbing layer. It may be deposited by various methods, for example spin-coating (also called spin-coating), spray-coating (also called spray-coating), dip-coating, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), atomic layer deposition (ALD), pulsed laser ablation deposition (PLD), or by rolling or pressing processes. It may comprise a material of an organic nature. In particular, it may be a layer of the material known by its trade name AZ®-BARLi® II.
- the optical filter layer 35 is deposited on the entire upper surface of the photosensitive resin layer N. This approach is advantageous because it is simple to implement. Alternatively, it may only be deposited on certain parts of the N layer, in particular at the level of the resin zones which must not be exposed, to protect them. In this case, it may be locally etched, to remove a part of the optical filter layer 35 previously added over the entire surface of the N layer. Alternatively, the optical filter layer 35 may be deposited selectively. In the case of the embodiment described, the optical filter layer 35 could cover at least the parts 32 not exposed with photosensitive resin of the N layer 30.
- the lower optical filter layer 35 is entirely deposited in the same plane.
- it is a plane parallel to the plane of the upper surface 21 of the substrate 20. It is deposited on the N layer 30 of undeveloped photosensitive resin.
- the method then comprises a sub-step consisting of depositing E1.c a conductive layer 36, at least on all or part of the lower optical filter layer 35.
- a conductive layer 36 depositing E1.c a conductive layer 36, at least on all or part of the lower optical filter layer 35.
- the deposition of the conductive layer 36 is carried out by physical vapor deposition (PVD).
- PVD physical vapor deposition
- This conductive layer 36 may be made of a metal, or a metal alloy.
- it may be made of gold.
- the lower optical filter layer 35 makes it possible to filter the wavelengths emitted during this deposition, for example by a PVD deposition, which would be likely to insolate the photosensitive resin of the N layer of photosensitive resin, and therefore to untimely modify the insolation defined by the predefined insolation pattern, thereby ultimately degrading the future geometry of the mold.
- the lower optical filter layer 35 therefore prevents any parasitic insolation of the photosensitive resin of the N layer, particularly the part(s) 32 of non-insulated photosensitive resin, during the deposition of the conductive layer.
- the conductive filter layer 36 is deposited over the entire surface of the N layer 30 of photosensitive resin, indirectly since it is superimposed on the optical filter layer 35.
- This approach is advantageous because it is simple to implement.
- it may only be deposited on certain specific parts of the N layer, as will be illustrated in the embodiment variant in relation to FIG. 3. In this case, it may be locally etched, to remove a part of the conductive layer 36 previously added over the entire surface of the N layer.
- the conductive layer 36 may be deposited selectively, using a mask, for example by the so-called “shadow mask” technique.
- it is at least deposited on surfaces parallel to the plane of the substrate which will form surfaces of the cavity of the future mold, that is to say surfaces intended for direct contact with the material of the component which will be deposited in the mold cavity.
- the method comprises a sub-step E1.4 consisting of depositing an upper optical filter layer 37, ultimately forming a sandwich structure, comprising a conductive layer 36 disposed between two optical filter layers 35, 37.
- the two optical filter layers 35, 37 may be identical or different.
- the upper optical filter layer 37 fulfills a function of protecting the N+1 layer 40 of photosensitive resin, to prevent its parasitic insolation.
- this upper optical filter layer 37 is particularly useful during the insolation operation E1.6 of the N+1 layer 40 of photosensitive resin, which will be described in more detail later.
- the insolation radiation 65 intended for the insolation of the N+1 layer 40 would risk being reflected on the conductive layer 36 and reaching parts 42 of resin of the N+1 layer 40 which should not be insolated.
- the method then implements a sub-step consisting of depositing E1.5 a layer N+1 40 of photosensitive resin on the layer N.
- this deposition is indirect on the layer N since the two layers N, N+1 are separated by the lower optical filter layer 35, the conductive layer 36, and the lower optical filter layer 37, which extend over the entire upper surface of the layer N.
- This deposition of photosensitive resin of the layer N+1 is carried out by any known method, in particular the methods mentioned above for the deposition of the layer N.
- the method then implements a sub-step consisting of exposing E1.6 the photosensitive resin of the N+1 layer, as represented by FIG. 1.
- the N+1 layer 40 of photosensitive resin is subjected to exposure radiation 65 through a mask 55, comprising openings 56 allowing the exposure radiation 65 to pass through, which thus reaches parts 41 of the N+1 layer 40 of photosensitive resin.
- the mask 55 further comprises opaque zones 57 to the exposure radiation which do not allow the radiation to pass through.
- the mask 55 corresponds to a second predefined pattern, and defines at least one part 42 of non-exposed photosensitive resin.
- the N+1 layer 40 of photosensitive resin is said to be “exposed”, and therefore comprises one or more parts 41 of exposed resin and one or more parts 42 of non-exposed resin.
- These two sub-steps E1.5 and E1.6 are very similar to the sub-steps E1.2 and E1.3 relating to the N layer.
- the mask 55 extends in a plane parallel to the surface 21 of the substrate 20, and the insolation radiation 65 is perpendicular to the plane in which the mask 55 extends, so as to irradiate only the parts 41 of the photosensitive resin located at right angles to the openings 56 provided in the mask.
- the insolation radiation could be inclined relative to the plane in which the mask extends and/or that of the upper surface 21 of the substrate 20.
- a mask with transmittance variation can also be used so as to form flanks inclined in the resin, or even a surface structuring of the different levels of resin. These characteristics also apply to the mask used for the exposure of the N 30 layer of photosensitive resin.
- the exposure radiation used to irradiate or expose the photosensitive resin layers is UV radiation in the case of SU-8 resin. X-rays, electrons, or any other type of exposure radiation suitable for the resin used can be used.
- these exposure sub-steps E1.3, E1.6 optionally include a heat treatment sub-step for crosslinking the resin.
- the second pattern defined by the second mask 55 applied to the N+1 layer is consistent with the first pattern defined by the first mask applied to the N layer, so as to obtain at least partially superimposed insolated and/or non-insolated parts, to finally form a mold.
- the method then implements a sub-step consisting of developing E1.7.1 the photosensitive resin of the N and N+1 layers. In this sub-step, a portion of resin is dissolved to form a cavity in each layer of resin, so as to reveal the structure of the mold.
- the photosensitive resin is negative
- the development consists of eliminating (/.e. deleting, removing, etching) the non-insolated resin parts 32, 42.
- the photosensitive resin is positive, the development consists of eliminating the insolated resin areas.
- the development method is known to those skilled in the art and is adapted to the resin used. It can be done by dissolving the resin chemically, using suitable solvents and being carried out by spraying solvents or by immersion in them. Alternatively, the development can use a plasma process. A specificity of this embodiment comes from the fact that the development acts through the conductive layer 36 and the optical filter layers 35, 37 to allow the development of the N layer 30 of photosensitive resin on which these layers 35, 36, 37 are deposited. In the case of development by chemical dissolution of the resin, the spraying method of applying the solvents can have sufficient mechanical action on the structure of the layers 35, 36, 37 to damage them so that the solvents can reach the photosensitive resin of the N layer 30 on which they are deposited.
- the immersion method of applying the solvents is nevertheless preferred from an industrial point of view due to its simplicity of implementation. Immersion alone may prove insufficient for the passage of the solvents through the intermediate layers, which would then be removed by lifting (or "lift-off").
- a conventional photolithography step followed by etching can be implemented to make openings in the layers 35, 36, 37 and thus facilitate the passage of the solvents to the lower N layer 30.
- ultrasound is applied to break the layers 35, 36, 37 and facilitate access of the solvents to the photosensitive resin of the lower N layer.
- the same effect could be obtained by stirring the baths or by using megasounds.
- This solution therefore makes it possible to implement the development of the two superimposed layers N, N+1 of photosensitive resin, whether they are immediately juxtaposed (in direct contact), or separated by the intermediate layers 35, 36, 37.
- this development is simultaneous for the two layers N, N+1, that is to say is carried out in the same resin dissolution operation.
- This development can therefore be done chemically by immersion, which is industrially favorable, while optimizing the yield thanks to the variants of assistance by ultrasound (according to a broad definition, i.e. a pressure wave of frequency equal to or greater than 20 kHz, and of frequency equal to or less than 200 kHz) and others mentioned above.
- Figure 2 illustrates the mold 10 obtained after simultaneous development E1.7.1, E1.7.2 of the two layers N, N+1 of photosensitive resin.
- This mold 10 comprises a first cavity 11 obtained within the first layer N 30 of photosensitive resin, and a second cavity 12 partially superimposed obtained within the second layer N+1 40.
- these two cavities 11, 12 are respectively obtained by masks corresponding respectively to first and second predefined patterns.
- a particularity of the mold 10 according to this second embodiment comes from the fact that the layer N+1 40 of photosensitive resin comprises at least one flank 14 of a cavity 12 superimposed above a cavity 11 of the layer N 30 of photosensitive resin, in particular a flank 14 located at the right of a cavity 11).
- the resin of the layer N+1 40 thus comprises a cantilevered portion, above the void (above the cavity 11).
- a cantilevered structure it is possible to use a particularly advantageous approach, based on a self-supporting dry film of resin, as described by the document EP3748437A1.
- the mold 10 therefore comprises two particular cavities 11, 12 forming a cantilevered structure, explained previously.
- an additional sub-step is implemented, consisting of etching the portion of the upper optical filter layer 37 which is located inside the cavity 12 formed at the level of the N+1 layer 40 of photosensitive resin, thus positioning the conductive layer 36 at the bottom of this cavity, to fulfill its function which will be detailed later when using the mold to manufacture a watch component.
- Figure 3 illustrates a mold 10 substantially equivalent to that described previously, according to a second variant of the first embodiment.
- This second variant is distinguished from the first variant described above by the fact that the different intermediate layers between the two layers N, N+1 of photosensitive resin, that is to say the optical filter layers 35, 37 and the conductive layer 36 do not extend over the entire surface of the N layer 30 of photosensitive resin, but are strategically positioned on the areas where their function is particularly desired.
- the lower optical filter layer 35 is only deposited on the N layer of photosensitive resin at the level of the future cavities 11, 12 of the N layer and the N+1 layer. More precisely, it comprises its deposition only on the surface of the N layer 30 of photosensitive resin intended to form a cavity 11 by the removal of the photosensitive resin and the bottom of a cavity 12.
- this deposition of the optical filter layer can be done only on the surface of the N layer 30 of photosensitive resin intended both to form a cavity 11 while being covered by a portion of resin of the N+1 layer 40 of photosensitive resin intended not to be removed, at a cantilevered arrangement on said cavity 11.
- the conductive layer 36 is only deposited at the level of the future cavities 12 of the N+1 layer 40, to cover a portion of the bottom of these cavities. This conductive layer 36 thus occupies a smaller surface area than that of the optical filter layer 35, since it is not located, for example, under the overhanging zone of the N+1 layer 40 of photosensitive resin.
- the upper optical filter layer has been etched and removed, which means that it has completely disappeared from the resulting mold 10.
- Figure 4 schematically summarizes the sub-steps of the method of manufacturing a mold according to the variants of the first embodiment of the invention, as detailed previously.
- a combination of a conductive layer and two optical filter layers is particularly suitable for many molds for manufacturing watch components, as will be specified later.
- the conductive layer, included between two optical filter layers makes it possible to form an intermediate zone between two layers N, N+1 of a multi-level resin mold, by combining the complementary effects of the three intermediate layers 35, 36, 37 in an optimal manner.
- the invention is not limited to the embodiments described above.
- the two layers N, N+1 of photosensitive resin could be developed in two separate sub-steps E1.7.1, E1.7.2, the layer N 30 of photosensitive resin being exposed and developed before the deposition of the layer N+1 40 of photosensitive resin. This approach could be implemented alternatively on all the embodiments described.
- the invention is not limited to the variant embodiments of the first embodiment. Many other mold geometries are possible, depending on the watch component to be manufactured.
- the use of a single layer of optical filter, as will be illustrated below, with or without a conductive layer, can also improve the production of a mold for manufacturing a watch component.
- the intermediate zone between layers N, N+1 can be modified into a single layer of optical filter with optionally a conductive layer.
- Figures 5 and 6 represent sectional views of the manufacture of a mold for a watch component according to a second embodiment of the invention.
- FIG. 5 illustrates the multilayer structure obtained after implementing different sub-steps similar to those detailed in the first embodiment, and which will not be detailed again.
- This structure comprises a stack on a substrate 20 comprising a first layer N 30 of photosensitive resin, exposed, covered over its entire upper surface by a single optical filter layer 35.
- This optical filter layer 35 therefore extends entirely in the same plane, as in all the illustrated variants. This plane is advantageously parallel to the upper surface of the substrate 20. It is positioned on the layer N 30 of exposed and undeveloped resin N. Then, a second layer N+1 40 of photosensitive resin is placed on the layer N, indirectly, since it is located on the optical filter layer 35.
- Figure 5 illustrates more precisely the sub-step E1.6 of exposure of the layer N+1 40 of photosensitive resin. In this second embodiment, it appears that a part of the exposed parts 41 of the N+1 layer 40 of resin are positioned in line with non-exposed parts 32 of the N layer 30 of resin, which must therefore not be exposed.
- the optical filter layer 35 fulfills a function of protecting the N 30 layer of photosensitive resin in this sub-step E1.6, to prevent its parasitic insolation. Indeed, during this sub-step, the insolation radiation 65 intended for the insolation of the N+1 layer 40 would risk reaching the non-insulated part 32 of the N 30 layer of resin at the level of future so-called overhanging zones of the mold, inducing its parasitic insolation and then the degradation of the final geometry of the mold. This risk is particularly linked to the so-called overhanging structure since a part of photosensitive resin of the N+1 layer 40 must be insolated, while being superimposed on a part 32 of the N 30 layer of photosensitive resin which must not be insolated.
- Figure 6 illustrates the mold 10 obtained after simultaneous development E1.7.1, E1.7.2 of the two layers N, N+1 of photosensitive resin.
- This mold 10 comprises a first cavity 11 obtained within the first layer N 30 of photosensitive resin, and a second partially superimposed cavity 12 obtained within the second layer N+1 40. As described previously, these two cavities are respectively obtained by masks corresponding respectively to first and second predefined patterns.
- a particularity of the mold according to this second embodiment comes from the fact that the layer N+1 40 of photosensitive resin comprises at least one flank 14 of a cavity 12 superimposed above a cavity 11 of the layer N 30 of photosensitive resin, in particular a flank 14 located at right angles to a cavity 11.
- the resin of the layer N+1 thus comprises a cantilevered portion, above the void.
- the mold comprises as intermediate zone between the two layers of resin a single layer of optical filter 35, unlike the sandwich structure zone illustrated in relation to figures 1 to 3.
- the embodiment of the invention has been presented on the basis of a two-layer resin mold, in a simplified manner.
- the principle of the invention can be applied to form any structure with several resin layers, the number of which can be greater than two.
- the intermediate layer(s), consisting of one or more optical filter layers and/or one or more conductive layers, can have different configurations.
- Figures 7 to 12 thus illustrate a first variant of a third embodiment of the invention in which a mold comprises three layers of resin, which will be called N-1 15, N 30 and N+1 40, these three layers being capable of being combined with other upper and/or lower resin layers.
- figure 7 represents the result obtained after exposure and development of a layer N-1 15 of resin, deposited on a substrate 20.
- Figure 8 represents a sub-step E1.2 of depositing a layer N 30 of resin, on the layer N-1 15.
- the layer N 30 of photosensitive resin also extends partly against the sides of the resin of the layer N-1 and partly on the substrate 20.
- Figure 9 shows a sub-step E1.4 of depositing an optical filter layer 35 on only a portion of the upper surface of the resin layer N 30. More specifically, the optical filter layer 35 is not applied to a peripheral surface of the resin layer N 30. This resin layer N 30 remains completely unexposed at this stage, which means that the exposure sub-step E1.3 is not carried out before this deposition sub-step E1.4.
- Figure 10 represents a sub-step E1.5 of depositing a layer N+1 40 of photosensitive resin on the layer N 30, indirectly at the level of the optical filter layer 35 and directly on the layer N at the level of its peripheral part.
- Figure 11 represents the sub-step E1.6 of insolation of the N+1 layer 40 of resin.
- the optical filter layer 35 prevents parasitic insolation of the resin of the N layer 30, except in its peripheral zone where insolation is desired.
- this variant embodiment simultaneously carries out the sub-step E1.3 of insolation of the N layer 30 and the sub-step E1.6 of insolation of the N+1 layer 40, that is to say in the same operation, with a single insolation radiation 65.
- the sub-step E1.3 of insolation of the N layer 30 is carried out after the sub-step E1.4 of deposition of the optical filter layer 35, unlike the embodiments described previously.
- the two sub-steps E1.3 and E1.4 can be carried out in any order, depending on the desired mold geometry.
- the optical filter layer 35 fulfills the function of a mask with respect to the layer N 30 during this sub-step consisting of exposing E1.3 this first layer N 30.
- Figure 12 represents the mold 10 obtained after the development sub-step E1.7.1, E1.7.2 in the same operation of the two layers N 30, N+1 40 of photosensitive resin.
- This mold 12 comprises a large part of the layer N+1 40 positioned cantilevered above the void.
- Figure 13 illustrates a second variant of the third embodiment, which differs more particularly by an alternative of the sub-step consisting of exposing E1.3, E1.6 the two layers N, N+1 of resin, using an upper layer of optical filter 37 arranged on the N+1 layer 40, precisely on the part 42 which must not be exposed.
- the upper layer of optical filter 37 therefore fulfills here a function different from those explained previously, since it replaces the conventional mask 65 illustrated on the figure 11.
- a development sub-step E1.7.1, E1.7.2, implemented after this exposure sub-step E1.3, E1.6 then makes it possible to obtain a mold identical to that represented by figure 12.
- an optical filter layer may be arranged on the resin layer to fulfill the function of a mask during exposure, replacing a traditional mask.
- an invention may relate to any method comprising a step of exposure of a resin layer in which an optical filter layer is arranged on said resin layer to fulfill the function of a mask. The optical filter layer having served as a mask may then be retained or may be removed.
- Figure 14 represents a third variant of the third embodiment, which implements an additional step E1.c of depositing a conductive layer 36 on the mold 10 obtained by one of the two variants explained above.
- This conductive layer 36 can be deposited by any technique explained previously, in particular by the PVD deposition of a metal or a metal alloy.
- the flow of material used to constitute the conductive layer 36 is symbolized by “hollow dotted” arrows.
- the cavity 12 formed in the N+1 layer 40 of resin corresponds to the dimensions of the resin of the N-1 layer 15, which means that the N+1 layer 40 of resin serves as a mask for the deposition of the conductive layer 36, which is deposited precisely and exactly only on the upper surface of the N-1 layer 15, and not on its sides 17 for example.
- the format of the mold is therefore advantageously chosen to fulfill a second function of masking a conductive layer deposit.
- Figure 15 schematically illustrates the sub-steps of the method for manufacturing a mold according to the invention, as detailed previously.
- the order of some sub-steps e.g. E1.3 and E1.4 may be reversed, as explained above. The representation therefore does not correspond to a mandatory chronological order.
- the development sub-step is adapted to the resin used, and may be based on a dissolution of the resin by chemical means, using appropriate solvents and being implemented by spraying solvents or by immersion in them, in a manner known to the person skilled in the art.
- the presence of an intermediate zone between two layers N, N+1, or at least on the N layer, or even on the N+1 layer, to be developed in the same operation, or not, by the same chemical means complicates access to the N layer located under the intermediate zone, or even to the N+1 layer if it is located under an optical filter type layer.
- this intermediate zone forms a barrier for the passage of the chemical solution to the resin layer that it covers.
- ultrasound can be applied to break the intermediate layers and facilitate access of the solvents to the photosensitive resin of the lower N layer, or even to access the N+1 layer.
- ultrasound to be a broad definition, i.e. a pressure wave with a frequency equal to or greater than 20 kHz, and less than or equal to 200 kHz.
- the agitation of the baths or the use of megasounds could be implemented.
- This solution therefore makes it possible to implement the development of the two superimposed N, N+1 layers of photosensitive resin, or at least of the lower N layer, or even of the N+1 layer.
- This development can therefore be done chemically by immersion, which is industrially favorable, while optimizing the yield thanks to the ultrasonic assistance variants and others mentioned above.
- the invention also relates to a mold for manufacturing a watch component as such, characterized in that it comprises a layer N of photosensitive resin forming at least a first cavity of the mold and a layer N+1 of photosensitive resin forming at least a second cavity of the mold, this second cavity being superimposed on the first cavity, and the layer N+1 of photosensitive resin comprising a portion overhanging above the cavity of the layer N, the lower surface of this portion being at least partially covered by an optical filter layer.
- the invention uses at least one optical filter layer to manufacture a complex mold for a watch component having a cantilevered structure.
- this optical filter layer extends entirely in a plane, which is advantageous because it is simple to implement.
- this optical filter layer can also extend over the entire surface of a photosensitive resin layer, which is also advantageous because it is simple to implement. Alternatively, it can extend over only a portion of this layer.
- this optical filter layer always fulfills the function of preventing parasitic exposure of the photosensitive resin, but can act for this purpose in a different manner depending on the configurations, as described previously:
- stray insolation radiation is relatively predictable since it depends on the geometry of the chosen configuration.
- the method according to the invention is implemented, as described above, to thereby eliminate in whole or in part the occurrence of such stray insolation radiation, and thus guarantee the precise formation of a mold.
- a risk of stray insolation exists even in a simple situation of insolation radiation perpendicular to the substrate, and with superimposed layers of resin comprising upper and/or lower surfaces parallel to the substrate, that is to say in a priori simple angular geometries.
- the sheer complexity of the geometry of the different superimposed layers due to the relative positioning of their insolated and non-insolated parts, and due to the optional presence of metal layers, can induce risks of stray insolation.
- the invention also relates to a method for manufacturing a watch component as such, the first step E1 of which consists of implementing the method for manufacturing a mold as described above.
- a type of mold is multi-layer, as described above.
- Each layer comprises one or more cavities, and the joining of these cavities, which communicate with each other, forms a larger cavity, the mold cavity, the overall geometry of which corresponds to that of the watch component to be manufactured.
- the second step E2 of the manufacturing method is based on the use of such a mold to manufacture a watch component 1 as such.
- the second step E2 comprises a first substep consisting of filling E2.1 all or part of the mold with a material, which we will call the component material.
- this sub-step consists of filling E2.1 the mold by electrodeposition, electroforming, or electroplating. It then makes it possible to produce a metal component.
- the material of the component can then be a metal or a metal alloy such as, for example, gold, nickel, copper, or nickel-phosphorus (NiP).
- This sub-step is preferably extended until the entire height of the mold cavity is filled, which has the advantage of allowing the continuous growth of a metal or alloy, in the same filling operation.
- the mold it is necessary for the mold to be at least partly made of conductive material, to act as an electrode for priming, with a view to future metallic growth of the watch component in the mold.
- the substrate is not made of conductive material, such a conductive layer is added to the substrate in the first step of manufacturing the mold, as described previously, in the case where a part of the upper surface 21 of the substrate 20 forms a bottom of the mold.
- At least one conductive layer 36 can be advantageously used, as described previously in the manufacture of the mold, to likewise fulfill an electrical conductor function during the growth of the metal in such a mold, as illustrated by the embodiments of figures 2, 3 and 14.
- the mold can be used to cast a component material during the filling sub-step E2.1.
- a component material for example, it is possible to cast slip in order to obtain a technical ceramic watch component.
- an insert can be placed in the mold cavity, so that it is surrounded by the component material when filling the mold.
- Step E2 then includes an optional sub-step E2.2 of thicknessing the watch component, for example by simultaneous mechanical polishing of the metallic layer resulting from galvanic growth, or more generally from the filling material, and the resin mold, to obtain a flat, horizontal upper surface.
- the method then includes a sub-step consisting of detaching (in other words unmolding) the watch component from the mold obtained by the previous step.
- the method comprises, for example, a sub-step E2.3 consisting of detaching the watch component and the resin from the mold of the substrate 20, for example by delamination of the conductive layer which coats the substrate.
- the method comprises another sub-step consisting of detaching E2.4 the watch component from its resin mold.
- this sub-step the resin forming all or 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, plasma etching, or laser ablation.
- a finishing step may be implemented on the face 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 of the watch component, for example to ensure its flatness.
- this finishing step may consist of modifying the color or the tribological properties of at least one part of the surface of the watch component by depositing a coating formed by a physical vapor deposition PVD process, or chemical vapor deposition CVD, or atomic layer deposition ALD, or pulsed laser ablation deposition PLD.
- this finishing step consisting of coating and/or decorating and/or machining and/or coloring and/or polishing and/or grinding can be applied to the opposite face of the watch component not directly in contact with the mold. In this case, it can therefore be carried out before or after sub-steps E2.3, E2.4 consisting of detaching the watch component from the mold.
- the finishing step particularly a coloring step, can be applied to the face of the watch component formed directly in contact with the mold, or even to the entire watch component.
- Figure 16 schematically summarizes the sub-steps of step E2 of the manufacturing process of a watch component.
- the material of the watch component is a metal or a metal alloy, in particular based on nickel or gold or copper.
- the material of the component may be based on ceramic, that is to say comprise all or part of ceramic, advantageously at least 50% by weight of ceramic.
- the material of the component may be a composite material.
- the resulting watch component is thus mainly made of metal or a metal alloy, for example based on nickel or gold or copper, or is mainly made of ceramic, or is made of a composite material.
- the method for manufacturing a watch component as described above is suitable for the manufacture of a multitude of different watch components.
- the watch component may be a watch exterior component such as an applique or a hand, or a movement component, such as an escape wheel or an anchor or even a spring.
- the watch component may comprise one or more inserts, aesthetic or functional.
- the manufacturing method may comprise an intermediate step consisting of placing at least one insert in the manufacturing mold, before the step of filling the mold with the material of the component, involving the securing of this material of the component with the at least one insert.
- Such an insert may be, in a non-limiting manner, a decorative precious stone, a watch axis, or a watch ruby.
- the invention makes it possible to manufacture a watch component which is characterized by the fact that it is mainly in a single-piece form, and even in a single piece, since the watch component can be formed by filling the mold in a single operation of filling the entire mold, unlike, for example, a solution which would consist of filling the mold layer by layer in separate operations, in which case there would be potential fragility at the interfaces between each layer.
- the resulting watch component is therefore advantageously a single piece, with the exception of a possible insert.
- the resulting watch component is therefore advantageously homogeneous.
- the watch component or timepiece may consist of at least two separate associated parts, at least one part of which is produced using the manufacturing method according to the invention.
- the watch component may thus have mutually parallel flat surfaces and flanks perpendicular to these flat surfaces, without an inclined surface.
- the invention also relates to a timepiece which comprises at least one timepiece component according to the invention.
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Abstract
Description
Procédé de fabrication d’un composant horloger Manufacturing process of a watch component
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 moule pour la fabrication d’un composant horloger en tant que tel, obtenu par un tel procédé. The present invention relates to a method of manufacturing a mold for manufacturing a watch component. It also relates to a method of manufacturing a watch component which uses such a mold. It also relates to a mold for manufacturing a watch component as such, obtained by such a method.
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 notamment se présentant sous une forme tridimensionnelle complexe. Ces procédés parviennent parfois à atteindre certaines géométries complexes, mais par l’intermédiaire d’étapes fastidieuses comme des post-usinages, et/ou au détriment de la résolution de la géométrie, ce qui induit un manque de précision des formes obtenues. D’une manière générale, les procédés de fabrication existants des composants horlogers ne permettent donc pas de fabriquer toutes les formes complexes avec une précision suffisante. Existing manufacturing processes for watch components are poorly or not at all suitable for the manufacture of a component with complex geometry, i.e., in particular one with a complex three-dimensional shape. These processes sometimes manage to achieve certain complex geometries, but through tedious steps such as post-machining, and/or to the detriment of the resolution of the geometry, which leads to a lack of precision in the shapes obtained. Generally speaking, existing manufacturing processes for watch components therefore do not allow all complex shapes to be manufactured with sufficient precision.
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. Thus, the object of the present invention is to improve the known methods of manufacturing a watch component, and in particular to be able to manufacture a watch component of complex shape in a simple manner and with great precision.
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 : To this end, the invention is based on a method of manufacturing a mold for the manufacture of a watch component, characterized in that it comprises the following steps:
Déposer une couche N de résine photosensible ; puis Deposit an N layer of photosensitive resin; then
Insoler ladite résine photosensible de la couche N avec un rayonnement d’insolation selon un premier motif prédéfini, définissant au moins une partie de résine photosensible de la couche N non insolée ; Déposer une couche de filtre optique directement sur tout ou partie de la couche N de résine photosensible non développée, notamment une couche de filtre optique intégralement déposée dans un même plan ; Déposer une couche N+1 de résine photosensible directement et/ou indirectement sur la couche N de résine photosensible, notamment directement et/ou indirectement sur ladite couche de filtre optique, et éventuellement au contact d’un flanc de la couche N ; Insolating said photosensitive resin of the N layer with insolation radiation according to a first predefined pattern, defining at least a portion of photosensitive resin of the non-insulated N layer; Depositing an optical filter layer directly on all or part of the undeveloped N layer of photosensitive resin, in particular an optical filter layer fully deposited in the same plane; Depositing an N+1 layer of photosensitive resin directly and/or indirectly on the N layer of photosensitive resin, in particular directly and/or indirectly on said optical filter layer, and possibly in contact with a side of the N layer;
Insoler ladite résine photosensible de la couche N+1 de résine photosensible avec un rayonnement d’insolation selon un deuxième motif prédéfini définissant au moins une partie de résine photosensible de la couche N+1 de résine photosensible non insolée ; Insolating said photosensitive resin of the N+1 layer of photosensitive resin with insolation radiation according to a second predefined pattern defining at least a portion of photosensitive resin of the N+1 layer of non-insulated photosensitive resin;
Développer la couche N de résine photosensible et développer la couche N+1 de résine photosensible, de sorte à supprimer une partie de résine photosensible de chaque couche N, N+1 de résine photosensible définie respectivement par lesdits premier et deuxième motifs prédéfinis pour l’insolation en formant un moule délimité au moins partiellement par ladite résine photosensible restante, au moins une partie de résine de la couche N étant supprimée pour former une cavité sous une partie de résine de la couche N+1 de résine photosensible qui n’est pas retirée, formant une partie de la couche N+1 de résine photosensible comprenant au moins partiellement la couche dudit filtre optique sur sa surface inférieure et étant agencée en porte à faux sur ladite cavité de la couche N. Developing the N layer of photosensitive resin and developing the N+1 layer of photosensitive resin, so as to remove a part of photosensitive resin from each N, N+1 layer of photosensitive resin defined respectively by said first and second predefined patterns for exposure by forming a mold delimited at least partially by said remaining photosensitive resin, at least a part of resin of the N layer being removed to form a cavity under a part of resin of the N+1 layer of photosensitive resin which is not removed, forming a part of the N+1 layer of photosensitive resin at least partially comprising the layer of said optical filter on its lower surface and being arranged in a cantilever manner on said cavity of the N layer.
L’invention porte aussi sur un procédé de fabrication d’un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend une première étape correspondant au procédé de fabrication d’un moule tel que décrit ci-dessus, et une deuxième étape de formation du composant horloger comprenant une étape consistant à remplir tout ou partie dudit moule avec un matériau du composant. The invention also relates to a method of manufacturing a watch component, characterized in that it comprises a first step corresponding to the method of manufacturing a mold as described above, and a second step of forming the watch component comprising a step consisting of filling all or part of said mold with a material of the component.
L’invention porte aussi sur un moule pour la fabrication d’un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend une couche N de résine photosensible formant au moins une première cavité du moule et une couche N+1 de résine photosensible formant au moins une deuxième cavité du moule, cette deuxième cavité étant superposée à la première cavité, et la couche N+1 de résine photosensible comprenant une partie en porte-à-faux au-dessus de la première cavité de la couche N, la surface inférieure de cette partie étant au moins partiellement recouverte par une couche de filtre optique. The invention also relates to a mold for the manufacture of a watch component, characterized in that it comprises a layer N of photosensitive resin forming at least a first cavity of the mold and an N+1 layer of photosensitive resin forming at least a second cavity of the mold, this second cavity being superimposed on the first cavity, and the N+1 layer of photosensitive resin comprising a portion overhanging above the first cavity of the N layer, the lower surface of this portion being at least partially covered by an optical filter layer.
L’invention est plus particulièrement définie par les revendications. The invention is more particularly defined by the claims.
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 : These objects, characteristics and advantages of the present invention will be explained in detail in the following description of particular embodiments made without limitation in relation to the attached figures among which:
La figure 1 représente une vue en coupe d’un moule au cours d’une sous-étape d’un procédé de fabrication de ce moule pour un composant horloger selon une première variante du premier mode de réalisation de l’invention. Figure 1 represents a sectional view of a mold during a sub-step of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a first variant of the first embodiment of the invention.
La figure 2 représente une vue en coupe d’un moule obtenu par le procédé de fabrication selon la première variante du premier mode de réalisation de l’invention. Figure 2 represents a sectional view of a mold obtained by the manufacturing method according to the first variant of the first embodiment of the invention.
La figure 3 représente une vue en coupe du moule obtenu par un procédé de fabrication selon une deuxième variante du premier mode de réalisation de l’invention. Figure 3 represents a sectional view of the mold obtained by a manufacturing method according to a second variant of the first embodiment of the invention.
La figure 4 représente schématiquement les sous-étapes du procédé de fabrication d’un moule pour un composant horloger selon les variantes du premier mode de réalisation de l’invention. Figure 4 schematically represents the sub-steps of the method of manufacturing a mold for a watch component according to the variants of the first embodiment of the invention.
La figure 5 représente une vue en coupe d’un moule au cours d’une sous-étape d’un procédé de fabrication de ce moule pour un composant horloger selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La figure 6 représente une vue en coupe du moule pour un composant horloger obtenu selon le deuxième mode de réalisation de l’invention. Figure 5 represents a sectional view of a mold during a sub-step of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a second embodiment of the invention. Figure 6 represents a sectional view of the mold for a watch component obtained according to the second embodiment of the invention.
Les figures 7 à 11 représentent des vues en coupe d’un moule au cours des sous- étapes d’un procédé de fabrication de ce moule pour un composant horloger selon une première variante d’un troisième mode de réalisation de l’invention. Figures 7 to 11 represent sectional views of a mold during the sub-steps of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a first variant of a third embodiment of the invention.
La figure 12 représente une vue en coupe du moule pour un composant horloger obtenu selon la première variante du troisième mode de réalisation de l’invention. Figure 12 represents a sectional view of the mold for a watch component obtained according to the first variant of the third embodiment of the invention.
Les figures 13 et 14 représentent des vues en coupe d’un moule au cours des sous-étapes d’un procédé de fabrication de ce moule pour un composant horloger selon une deuxième variante du troisième mode de réalisation de l’invention. Figures 13 and 14 represent sectional views of a mold during the sub-steps of a method of manufacturing this mold for a watch component according to a second variant of the third embodiment of the invention.
La figure 15 illustre schématiquement les sous-étapes du procédé de fabrication d’un moule selon l’invention. Figure 15 schematically illustrates the sub-steps of the method of manufacturing a mold according to the invention.
La figure 16 illustre schématiquement les sous-étapes du procédé de fabrication d’un composant horloger à partir d’un moule selon l’invention. Figure 16 schematically illustrates the sub-steps of the manufacturing process of a watch component from a mold according to the invention.
L’invention atteint les objets recherchés par la fabrication intermédiaire d’un moule particulier, pouvant présenter une forme complexe, notamment présentant une structure en porte-à faux, qui sera explicitée par la suite, afin d’obtenir un composant horloger de forme complexe par un simple moulage dans ce moule particulier. Une forme complexe est notamment atteinte par l’utilisation d’un moule multiniveaux, c’est-à-dire se présentant sous la forme d’une structure formée par plusieurs couches superposées selon une certaine direction d’empilement, chaque couche formant une partie de la cavité du moule. Par convention, nous considérerons les adjectifs « supérieur » et « inférieur » en relation avec cette direction d’empilement, les premiers éléments positionnés étant inférieurs et sous les éléments déposés par la suite au-dessus, qui leur seront supérieurs. L’invention porte d’abord sur un procédé de fabrication d’un moule pour la fabrication d’un composant horloger, comme représenté schématiquement par les figures 1 à 15. Elle porte ensuite sur un procédé de fabrication d’un composant horloger en tant que tel, dont la première étape E1 consiste en la mise en œuvre dudit procédé de fabrication d’un moule, et dont la deuxième étape E2 consiste en l’utilisation d’un tel moule pour fabriquer un composant horloger en tant que tel, comme représenté schématiquement par la figure 16. The invention achieves the desired objects by the intermediate manufacture of a particular mold, which may have a complex shape, in particular having a cantilevered structure, which will be explained later, in order to obtain a watch component of complex shape by a simple molding in this particular mold. A complex shape is notably achieved by the use of a multi-level mold, that is to say, having the form of a structure formed by several layers superimposed in a certain stacking direction, each layer forming a part of the mold cavity. By convention, we will consider the adjectives "upper" and "lower" in relation to this stacking direction, the first positioned elements being lower and below the elements subsequently deposited above, which will be higher than them. The invention first relates to a method of manufacturing a mold for manufacturing a watch component, as shown schematically in Figures 1 to 15. It then relates to a method of manufacturing a watch component as such, the first step E1 of which consists of implementing said method of manufacturing a mold, and the second step E2 of which consists of using such a mold to manufacture a watch component as such, as shown schematically in Figure 16.
Pour faciliter la lecture, les mêmes références seront utilisées pour les différents modes de réalisation et les différentes variantes de l’invention pour désigner des caractéristiques identiques ou très similaires. For ease of reading, the same references will be used for the different embodiments and the different variants of the invention to designate identical or very similar characteristics.
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. Ce procédé forme donc une première étape E1 avant la fabrication ultérieure d’un composant horloger, et nous allons décrire ci-dessous les sous-étapes de cette première étape E1 . We will first describe the method of manufacturing a mold for the manufacture of a watch component according to particular embodiments chosen as illustrative examples. This method therefore forms a first step E1 before the subsequent manufacture of a watch component, and we will describe below the sub-steps of this first step E1.
L’invention va être illustrée sur la base de deux couches de résine photosensible superposées, qui peuvent être intégrées dans une structure comprenant une multitude de couches : pour cette raison, ces couches seront dénommées couches N et N+1. Pour simplifier les figures, seules ces deux couches N, N+1 seront représentées, et positionnées directement sur le substrat. Naturellement, l’invention ne se limite pas à un moule formé par seulement deux couches de résine photosensible, mais s’applique à tout nombre de couches supérieur ou égal à deux. De plus, le concept de l’invention peut être mis en œuvre sur n’importe quelle paire de couches de résine successives, et sur tout nombre de paires de couches de résine successives parmi toutes les couches superposées. Autrement dit, le concept de l’invention peut être au minimum mis en œuvre au niveau de deux couches N, N+1 de résine successives quelconques, et au maximum au niveau de toutes les paires de deux couches de résine successives. Les figures 1 et 2 illustrent un procédé de fabrication d’un moule pour un composant horloger selon une première variante d’un premier mode de réalisation de l’invention. The invention will be illustrated on the basis of two superimposed photosensitive resin layers, which can be integrated into a structure comprising a multitude of layers: for this reason, these layers will be called N and N+1 layers. To simplify the figures, only these two N, N+1 layers will be shown, and positioned directly on the substrate. Naturally, the invention is not limited to a mold formed by only two photosensitive resin layers, but applies to any number of layers greater than or equal to two. Moreover, the concept of the invention can be implemented on any pair of successive resin layers, and on any number of pairs of successive resin layers among all the superimposed layers. In other words, the concept of the invention can be implemented at least at any two successive N, N+1 resin layers, and at most at all pairs of two successive resin layers. Figures 1 and 2 illustrate a method of manufacturing a mold for a watch component according to a first variant of a first embodiment of the invention.
La figure 1 illustre une structure multicouche obtenue après la mise en œuvre de différentes sous-étapes détaillées ci-après. Cette structure comprend un empilement sur un substrat 20 comprenant une première couche N 30 de résine photosensible, insolée, recouverte sur toute sa surface supérieure par une couche inférieure de filtre optique 35, elle-même recouverte par une couche conductrice 36, recouverte par une couche supérieure de filtre optique 37. Ensuite, une deuxième couche N+1 40 de résine photosensible est disposée sur la couche N, de manière indirecte, puisqu’elle se trouve sur la couche supérieure de filtre optique 37. La figure 1 illustre plus précisément la sous-étape d’insolation E1 .6 de la couche N+1 40 de résine photosensible. Les sous-étapes de fabrication de cette structure sont détaillées ci-dessous. Figure 1 illustrates a multilayer structure obtained after implementing different sub-steps detailed below. This structure comprises a stack on a substrate 20 comprising a first layer N 30 of photosensitive resin, insolated, covered over its entire upper surface by a lower layer of optical filter 35, itself covered by a conductive layer 36, covered by an upper layer of optical filter 37. Then, a second layer N+1 40 of photosensitive resin is placed on the layer N, indirectly, since it is located on the upper layer of optical filter 37. Figure 1 illustrates more precisely the sub-step of insolation E1.6 of the layer N+1 40 of photosensitive resin. The sub-steps of manufacturing this structure are detailed below.
D’abord, le procédé comprend une première sous-étape E1.1 consistant à se munir d’un substrat 20 qui se présente sous une forme sensiblement plane de faible épaisseur, comprenant une surface supérieure 21. Le substrat 20 peut se présenter sous la forme d’une plaquette. Ce substrat 20 peut se présenter en un matériau conducteur électrique, comme un métal ou un alliage métallique, comme un acier inoxydable. En variante, il peut être en matériau semi-conducteur, comme en silicium, ou en un matériau non conducteur, par exemple en céramique. Dans ces derniers cas, il peut être avantageux de revêtir la surface supérieure 21 d’une couche conductrice, par exemple par évaporation thermique ; cette couche conductrice peut optionnellement se présenter sous la forme d’une structure multicouche, par exemple une sous-couche de chrome, de nickel ou de titane recouverte d'une couche d'or ou de cuivre. La fonction d’une telle propriété conductrice de la surface supérieure 21 du substrat 20 est de pouvoir participer à l’amorçage d’un procédé de remplissage du moule par électroformage par exemple, comme cela sera détaillé par la suite. La surface supérieure 21 du substrat 20 est globalement plane, et peut être polie, ou en variante peut comprendre des motifs en reliefs positifs ou négatifs, notamment des motifs usinés, et/ou des cavités, et/ou d'autres structures par exemple réalisées par microfabrication. Le substrat 20 peut être muni de repères, de sorte à pouvoir être positionné très précisément lors des différentes étapes. Il peut être préparé de toute façon connue, notamment pour son dégraissage, son nettoyage, éventuellement sa passivation et/ou son activation. First, the method comprises a first sub-step E1.1 consisting of providing a substrate 20 which is in a substantially flat shape of small thickness, comprising an upper surface 21. The substrate 20 may be in the form of a wafer. This substrate 20 may be in an electrically conductive material, such as a metal or a metal alloy, such as stainless steel. Alternatively, it may be in a semiconductor material, such as silicon, or in a non-conductive material, for example ceramic. In the latter cases, it may be advantageous to coat the upper surface 21 with a conductive layer, for example by thermal evaporation; this conductive layer may optionally be in the form of a multilayer structure, for example an underlayer of chromium, nickel or titanium covered with a layer of gold or copper. The function of such a conductive property of the upper surface 21 of the substrate 20 is to be able to participate in the initiation of a mold filling process by electroforming for example, as will be detailed later. The upper surface 21 of the substrate 20 is generally flat, and may be polished, or alternatively may comprise positive or negative relief patterns, in particular machined patterns, and/or cavities, and/or other structures, for example produced by microfabrication. The substrate 20 may be provided with markers, so that it can be positioned very precisely during the various steps. It may be prepared in any known manner, in particular for its degreasing, its cleaning, possibly its passivation and/or its activation.
Dans tous les cas, le substrat 20 remplit la fonction de support à la fabrication du moule qui va être formé par un empilement de plusieurs couches de résine photosensible superposées sur la surface supérieure 21 du substrat, selon la technologie de photolithographie, partie intégrante du procédé LIGA (abréviation pour "Lithographie, Galvanoformung, Abformung"). Le substrat 20 est ainsi recouvert de plusieurs couches de résine photosensible, chaque couche étant destinée à former finalement une partie du moule. In all cases, the substrate 20 fulfills the function of support for the manufacture of the mold which will be formed by a stack of several layers of photosensitive resin superimposed on the upper surface 21 of the substrate, according to the photolithography technology, an integral part of the LIGA process (abbreviation for "Lithography, Galvanoformung, Abformung"). The substrate 20 is thus covered with several layers of photosensitive resin, each layer being intended to ultimately form a part of the mold.
Le procédé comprend une deuxième sous-étape de procédé consistant à déposer E1.2 une couche N 30 de résine photosensible sur la surface 21 du substrat 20, ou en variante sur une autre couche N-1 , comme explicité précédemment. La résine est déposée selon les méthodes connues. La résine utilisée peut être déposée en phase liquide, ou alternativement, en phase solide : elle est alors appelée résine « sèche ». Dans le cas d’une résine liquide, le dépôt peut par exemple être réalisé par « spin-coating » (également appelé « déposition par rotation » ou « enduction centrifuge » ou « enduction par centrifugation ») ou par « spray-coating » (également appelé « déposition par sprayage » ou « enduction par pulvérisation »). Dans le cas d’une résine sèche, le dépôt peut par exemple être réalisé par un procédé de laminage ou de pressage. The method comprises a second method substep consisting of depositing E1.2 a layer N 30 of photosensitive resin on the surface 21 of the substrate 20, or alternatively on another layer N-1, as explained previously. The resin is deposited according to known methods. The resin used can be deposited in liquid phase, or alternatively, in solid phase: it is then called “dry” resin. In the case of a liquid resin, the deposition can for example be carried out by “spin-coating” (also called “rotational deposition” or “centrifugal coating” or “centrifugal coating”) or by “spray-coating” (also called “spray deposition” or “spray coating”). In the case of a dry resin, the deposition can for example be carried out by a rolling or pressing process.
Une troisième sous-étape du procédé consistant à insoler E1.3 ladite résine photosensible de la couche N 30. En effet, la résine photosensible est adaptée à la photolithographie. Cette résine peut être négative ou positive. Dans le premier cas d’une résine négative, elle est conçue pour devenir insoluble ou difficilement soluble à un révélateur sous l’action d’un rayonnement d’insolation, c’est-à-dire que les zones exposées à un certain rayonnement dit d’insolation vont résister au développement, comme cela sera détaillé par la suite. Dans le second cas d’une résine positive, la résine est au contraire 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. Dans l’ensemble des exemples et illustrations qui suivront, la résine utilisée est de type « SU-8 », et est une résine photosensible négative, qui polymérise sous l’action d’un rayonnement UV (ultra-violet), comme par exemple la résine SU-8-100 de l’entreprise Kayaku Advanced Materials. Dans tous les modes de réalisation, cette résine négative pourrait être remplacée par une résine positive, et les rayonnements d’insolation, les masques, et les différentes couches de l’empilement seront alors adaptés à ce type de résine. A third sub-step of the process consisting of exposing E1.3 said photosensitive resin of the N layer 30. Indeed, the photosensitive resin is suitable for photolithography. This resin can be negative or positive. In the first In the case of a negative resin, it is designed to become insoluble or difficult to dissolve in a developer under the action of insolation radiation, that is to say that the areas exposed to a certain radiation called insolation will resist development, as will be detailed later. In the second case of a positive resin, the resin is on the contrary designed to become soluble in a developer under the action of insolation radiation, while the part not exposed to the radiation remains insoluble or difficult to dissolve. In all the examples and illustrations which follow, the resin used is of the "SU-8" type, and is a negative photosensitive resin, which polymerizes under the action of UV (ultraviolet) radiation, such as for example the SU-8-100 resin from the company Kayaku Advanced Materials. In all embodiments, this negative resin could be replaced by a positive resin, and the insolation radiation, the masks, and the different layers of the stack will then be adapted to this type of resin.
Pour cette étape consistant à insoler E1 .3 ladite résine photosensible de la couche N 30, non représentée, la couche N 30 de résine photosensible est soumise à un rayonnement d’insolation au travers un masque, comprenant des ouvertures permettant de laisser passer le rayonnement d’insolation, qui atteint ainsi des parties de la couche N 30 de résine photosensible. Le masque comprend de plus au moins une zone opaque au rayonnement d’insolation, qui ne laisse pas passer le rayonnement d’insolation. Le masque correspond à un premier motif prédéfini, et définit au moins une partie 32 de résine photosensible non insolée et au moins une partie 31 de résine insolée. En remarque, pour obtenir un résultat équivalent avec une résine positive, le masque utilisé serait inversé, de sorte que la ou les parties 31 insolées avec une résine négative ne le seraient pas avec une résine positive, alors que la ou les parties 32 non insolées avec une résine négative le seraient avec une résine positive. A la fin de cette sous-étape d’insolation E1 .3, la couche N 30 de résine photosensible est dite « insolée », et comprend donc une ou des parties 31 insolées et une ou des parties 32 non insolées. En remarque, la couche insolée selon l’invention correspond donc à une couche de résine comprenant de la résine insolée et de la résine non insolée. Cette sous-étape est très similaire à la sous-étape consistant à insoler E1.6 une couche N+1 40 de résine photosensible, représentée plus spécifiquement sur la figure 1 , et qui sera décrite plus bas. For this step consisting of exposing E1.3 said photosensitive resin of the layer N 30, not shown, the layer N 30 of photosensitive resin is subjected to exposure radiation through a mask, comprising openings allowing the exposure radiation to pass through, which thus reaches parts of the layer N 30 of photosensitive resin. The mask further comprises at least one zone opaque to the exposure radiation, which does not allow the exposure radiation to pass through. The mask corresponds to a first predefined pattern, and defines at least one part 32 of non-exposed photosensitive resin and at least one part 31 of exposed resin. As a note, to obtain an equivalent result with a positive resin, the mask used would be reversed, so that the part(s) 31 exposed with a negative resin would not be exposed with a positive resin, whereas the part(s) 32 not exposed with a negative resin would be exposed with a positive resin. At the end of this exposure sub-step E1.3, the layer N 30 of photosensitive resin is said to be “exposed”, and therefore comprises one or more exposed parts 31 and one or more non-exposed parts 32. As a note, the exposed layer according to the invention therefore corresponds to a layer of resin comprising exposed resin and non-exposed resin. This sub-step is very similar to the sub-step consisting of exposing E1.6 a layer N+1 40 of photosensitive resin, shown more specifically in figure 1, and which will be described below.
Le procédé de fabrication d’un moule comprend ensuite une sous-étape consistant à déposer E1 .4 une couche inférieure de filtre optique 35 directement sur tout ou partie de la surface supérieure de la couche N 30 de résine photosensible insolée. The method of manufacturing a mold then comprises a sub-step consisting of depositing E1.4 a lower layer of optical filter 35 directly on all or part of the upper surface of the layer N 30 of exposed photosensitive resin.
Dans ce mode de réalisation, la couche inférieure de filtre optique 35 remplit la fonction optique consistant à filtrer les longueurs d’onde qui insolent la résine photosensible de la couche N. Elle évite ainsi toute insolation parasite ultérieure de la résine photosensible, qui viendrait involontairement modifier l’insolation définie par la sous-étape E1.3 décrite précédemment, et qui induirait finalement une modification de la précision de la géométrie du moule en fabrication. De préférence, la couche inférieure de filtre optique 35 permet d’atténuer plus de 98%, voire plus de 99%, voire plus de 99.9% d’un tel rayonnement d’insolation. In this embodiment, the lower optical filter layer 35 fulfills the optical function of filtering the wavelengths which insolate the photosensitive resin of the N layer. It thus avoids any subsequent parasitic insolation of the photosensitive resin, which would involuntarily modify the insolation defined by the sub-step E1.3 described previously, and which would ultimately induce a modification of the precision of the geometry of the mold during manufacture. Preferably, the lower optical filter layer 35 makes it possible to attenuate more than 98%, or even more than 99%, or even more than 99.9% of such insolation radiation.
La couche de filtre optique peut être une couche antireflet et/ou une couche absorbante. Elle peut être déposée par diverses méthodes, par exemple une enduction par centrifugation (également appelée « déposition par rotation » ou « enduction centrifuge » ou spin-coating), ou une enduction par pulvérisation (également appelée « déposition par sprayage » ou spray-coating), ou une enduction par trempage (ou « dip-coating »), ou un dépôt chimique en phase vapeur (CVD), ou un dépôt physique en phase vapeur (PVD), ou un dépôt de couche atomique (ALD), ou un dépôt par ablation laser pulsé (PLD), ou par des procédés de laminage ou de pressage. 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. The optical filter layer may be an antireflective layer and/or an absorbing layer. It may be deposited by various methods, for example spin-coating (also called spin-coating), spray-coating (also called spray-coating), dip-coating, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), atomic layer deposition (ALD), pulsed laser ablation deposition (PLD), or by rolling or pressing processes. It may comprise a material of an organic nature. In particular, it may be a layer of the material known by its trade name AZ®-BARLi® II.
Selon le mode de réalisation, la couche de filtre optique 35 est déposée sur l’ensemble de la surface supérieure de la couche N de résine photosensible. Cette approche est avantageuse car elle est simple à mettre en œuvre. En variante, elle peut n’être déposée que sur certaines parties de la couche N, notamment au niveau des zones de résine qu’il ne faut pas insoler, pour les protéger. Dans ce cas, elle peut être localement gravée, pour supprimer une partie de la couche de filtre optique 35 ajoutée préalablement sur l’ensemble de la surface de la couche N. En variante, la couche de filtre optique 35 peut être déposée de manière sélective. Dans le cas du mode de réalisation décrit, la couche de filtre optique 35 pourrait recouvrir au moins les parties 32 non insolées de résine photosensible de la couche N 30. According to the embodiment, the optical filter layer 35 is deposited on the entire upper surface of the photosensitive resin layer N. This approach is advantageous because it is simple to implement. Alternatively, it may only be deposited on certain parts of the N layer, in particular at the level of the resin zones which must not be exposed, to protect them. In this case, it may be locally etched, to remove a part of the optical filter layer 35 previously added over the entire surface of the N layer. Alternatively, the optical filter layer 35 may be deposited selectively. In the case of the embodiment described, the optical filter layer 35 could cover at least the parts 32 not exposed with photosensitive resin of the N layer 30.
Avantageusement, la couche inférieure de filtre optique 35 est intégralement déposée dans un même plan. Ici, il s’agit d’un plan parallèle au plan de la surface supérieure 21 du substrat 20. Elle se trouve déposée sur la couche N 30 de résine photosensible non développée. Advantageously, the lower optical filter layer 35 is entirely deposited in the same plane. Here, it is a plane parallel to the plane of the upper surface 21 of the substrate 20. It is deposited on the N layer 30 of undeveloped photosensitive resin.
Le procédé comprend ensuite une sous-étape consistant à déposer E1.c une couche conductrice 36, au moins sur tout ou partie de la couche inférieure de filtre optique 35. Comme cela sera détaillé par la suite, il est avantageux de former un moule qui comprend des surfaces conductrices, notamment pour son remplissage ultérieur par galvanoplastie, selon la technologie LIGA. The method then comprises a sub-step consisting of depositing E1.c a conductive layer 36, at least on all or part of the lower optical filter layer 35. As will be detailed later, it is advantageous to form a mold which comprises conductive surfaces, in particular for its subsequent filling by electroplating, according to LIGA technology.
Selon ce mode de réalisation, le dépôt de la couche conductrice 36 est réalisé par un dépôt physique en phase vapeur (PVD). Cette couche conductrice 36 peut être constituée d’un métal, ou d’un alliage métallique. Avantageusement, elle peut être en or. According to this embodiment, the deposition of the conductive layer 36 is carried out by physical vapor deposition (PVD). This conductive layer 36 may be made of a metal, or a metal alloy. Advantageously, it may be made of gold.
Dans cette sous-étape E1.c de dépôt, la couche inférieure de filtre optique 35 permet de filtrer les longueurs d’onde émises lors de ce dépôt, par exemple par un dépôt PVD, qui seraient susceptibles d’insoler la résine photosensible de la couche N de résine photosensible, et donc de modifier de manière intempestive l’insolation définie par le motif d’insolation prédéfini, en dégradant ainsi in fine la future géométrie du moule. La couche inférieure de filtre optique 35 empêche donc toute insolation parasite de la résine photosensible de la couche N, particulièrement la ou les parties 32 de résine photosensible non insolée, lors du dépôt de la couche conductrice. In this deposition sub-step E1.c, the lower optical filter layer 35 makes it possible to filter the wavelengths emitted during this deposition, for example by a PVD deposition, which would be likely to insolate the photosensitive resin of the N layer of photosensitive resin, and therefore to untimely modify the insolation defined by the predefined insolation pattern, thereby ultimately degrading the future geometry of the mold. The lower optical filter layer 35 therefore prevents any parasitic insolation of the photosensitive resin of the N layer, particularly the part(s) 32 of non-insulated photosensitive resin, during the deposition of the conductive layer.
Selon le mode de réalisation, la couche de filtre conductrice 36 est déposée sur l’ensemble de la surface de la couche N 30 de résine photosensible, de manière indirecte puisque superposée sur la couche de filtre optique 35. Cette approche est avantageuse car elle est simple à mettre en œuvre. En variante, elle peut n’être déposée que sur certaines parties spécifiques de la couche N, comme cela sera illustré dans la variante de réalisation en relation avec la figure 3. Dans ce cas, elle peut être localement gravée, pour supprimer une partie de la couche conductrice 36 ajoutée préalablement sur l’ensemble de la surface de la couche N. En variante, la couche conductrice 36 peut être déposée de manière sélective, à l’aide d’un masque, par exemple par la technique dite du « shadow mask ». Avantageusement, elle est au moins déposée sur des surfaces parallèles au plan du substrat qui formeront des surfaces de la cavité du futur moule, c’est-à-dire des surfaces destinées à un contact direct avec le matériau du composant qui sera déposé dans la cavité du moule. According to the embodiment, the conductive filter layer 36 is deposited over the entire surface of the N layer 30 of photosensitive resin, indirectly since it is superimposed on the optical filter layer 35. This approach is advantageous because it is simple to implement. Alternatively, it may only be deposited on certain specific parts of the N layer, as will be illustrated in the embodiment variant in relation to FIG. 3. In this case, it may be locally etched, to remove a part of the conductive layer 36 previously added over the entire surface of the N layer. Alternatively, the conductive layer 36 may be deposited selectively, using a mask, for example by the so-called “shadow mask” technique. Advantageously, it is at least deposited on surfaces parallel to the plane of the substrate which will form surfaces of the cavity of the future mold, that is to say surfaces intended for direct contact with the material of the component which will be deposited in the mold cavity.
En complément, le procédé comprend une sous-étape consistant à déposer E1.4 une couche supérieure de filtre optique 37, formant finalement une structure sandwich, comprenant une couche conductrice 36 disposée entre deux couches de filtre optique 35, 37. En remarque, les deux couches de filtre optique 35, 37 peuvent être identiques ou différentes. Additionally, the method comprises a sub-step E1.4 consisting of depositing an upper optical filter layer 37, ultimately forming a sandwich structure, comprising a conductive layer 36 disposed between two optical filter layers 35, 37. Note that the two optical filter layers 35, 37 may be identical or different.
La couche supérieure de filtre optique 37 remplit une fonction de protection de la couche N+1 40 de résine photosensible, pour empêcher son insolation parasite. Notamment, cette couche supérieure de filtre optique 37 est particulièrement utile lors de l’opération d’insolation E1.6 de la couche N+1 40 de résine photosensible, qui sera décrite plus en détail ultérieurement. En effet, lors de cette étape, illustrée sur la figure 1 , le rayonnement d’insolation 65 destiné à l’insolation de la couche N+1 40 risquerait d’être réfléchi sur la couche conductrice 36 et d’atteindre des parties 42 de résine de la couche N+1 40 qu’il ne faut pas insoler. Le procédé met ensuite en œuvre une sous-étape consistant à déposer E1 .5 une couche N+1 40 de résine photosensible sur la couche N. Dans ce mode de réalisation, ce dépôt est indirect sur la couche N puisque les deux couches N, N+1 sont séparées par la couche inférieure de filtre optique 35, la couche conductrice 36, et la couche inférieure de filtre optique 37, qui s’étendent sur toute la surface supérieure de la couche N. Ce dépôt de résine photosensible de la couche N+1 est effectué par toute méthode connue, notamment les méthodes mentionnées ci- dessus pour le dépôt de la couche N. The upper optical filter layer 37 fulfills a function of protecting the N+1 layer 40 of photosensitive resin, to prevent its parasitic insolation. In particular, this upper optical filter layer 37 is particularly useful during the insolation operation E1.6 of the N+1 layer 40 of photosensitive resin, which will be described in more detail later. Indeed, during this step, illustrated in FIG. 1, the insolation radiation 65 intended for the insolation of the N+1 layer 40 would risk being reflected on the conductive layer 36 and reaching parts 42 of resin of the N+1 layer 40 which should not be insolated. The method then implements a sub-step consisting of depositing E1.5 a layer N+1 40 of photosensitive resin on the layer N. In this embodiment, this deposition is indirect on the layer N since the two layers N, N+1 are separated by the lower optical filter layer 35, the conductive layer 36, and the lower optical filter layer 37, which extend over the entire upper surface of the layer N. This deposition of photosensitive resin of the layer N+1 is carried out by any known method, in particular the methods mentioned above for the deposition of the layer N.
Le procédé met ensuite en œuvre une sous-étape consistant à insoler E1.6 la résine photosensible de la couche N+1 , comme représenté par la figure 1. La couche N+1 40 de résine photosensible est soumise à un rayonnement d’insolation 65 au travers un masque 55, comprenant des ouvertures 56 permettant de laisser passer le rayonnement d’insolation 65, qui atteint ainsi des parties 41 de la couche N+1 40 de résine photosensible. Le masque 55 comprend de plus des zones opaques 57 au rayonnement d’insolation qui ne laissent pas passer le rayonnement. Le masque 55 correspond à un deuxième motif prédéfini, et définit au moins une partie 42 de résine photosensible non insolée. A la fin de cette sous-étape d’insolation E1.6, la couche N+1 40 de résine photosensible est dite « insolée », et comprend donc une ou des parties 41 de résine insolée et une ou des parties 42 de résine non insolée. Ces deux sous-étapes E1 .5 et E1 .6 sont très similaires aux sous-étapes E1 .2 et E1 .3 portant sur la couche N. The method then implements a sub-step consisting of exposing E1.6 the photosensitive resin of the N+1 layer, as represented by FIG. 1. The N+1 layer 40 of photosensitive resin is subjected to exposure radiation 65 through a mask 55, comprising openings 56 allowing the exposure radiation 65 to pass through, which thus reaches parts 41 of the N+1 layer 40 of photosensitive resin. The mask 55 further comprises opaque zones 57 to the exposure radiation which do not allow the radiation to pass through. The mask 55 corresponds to a second predefined pattern, and defines at least one part 42 of non-exposed photosensitive resin. At the end of this exposure sub-step E1.6, the N+1 layer 40 of photosensitive resin is said to be “exposed”, and therefore comprises one or more parts 41 of exposed resin and one or more parts 42 of non-exposed resin. These two sub-steps E1.5 and E1.6 are very similar to the sub-steps E1.2 and E1.3 relating to the N layer.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1 , le masque 55 s’étend dans un plan parallèle à la surface 21 du substrat 20, et le rayonnement d’insolation 65 est perpendiculaire au plan dans lequel s’étend le masque 55, de manière à n’irradier que les parties 41 de la résine photosensible situées au droit des ouvertures 56 ménagées dans le masque. Alternativement, le rayonnement d’insolation pourrait être incliné par rapport au plan dans lequel s’étend le masque et/ou celui de la surface supérieure 21 du substrat 20. En variante encore, non illustrée, un masque à variation de transmittance peut aussi être employé de sorte à former des flancs inclinés dans la résine, voire une structuration en surface des différents niveaux de résine. Ces caractéristiques s’appliquent aussi au masque utilisé pour l’insolation de la couche N 30 de résine photosensible. In the embodiment illustrated by FIG. 1, the mask 55 extends in a plane parallel to the surface 21 of the substrate 20, and the insolation radiation 65 is perpendicular to the plane in which the mask 55 extends, so as to irradiate only the parts 41 of the photosensitive resin located at right angles to the openings 56 provided in the mask. Alternatively, the insolation radiation could be inclined relative to the plane in which the mask extends and/or that of the upper surface 21 of the substrate 20. As a further variant, not illustrated, a mask with transmittance variation can also be used so as to form flanks inclined in the resin, or even a surface structuring of the different levels of resin. These characteristics also apply to the mask used for the exposure of the N 30 layer of photosensitive resin.
Le rayonnement d’insolation utilisé pour irradier ou insoler les couches de résine photosensible est un rayonnement UV dans le cas de la résine SU-8. On peut utiliser des rayons X, des électrons, ou tout autre type de rayonnement d’insolation adapté en fonction de la résine utilisée. De plus, ces sous-étapes d’insolation E1 .3, E1.6 incluent optionnellement une sous-étape de traitement thermique de réticulation de la résine. The exposure radiation used to irradiate or expose the photosensitive resin layers is UV radiation in the case of SU-8 resin. X-rays, electrons, or any other type of exposure radiation suitable for the resin used can be used. In addition, these exposure sub-steps E1.3, E1.6 optionally include a heat treatment sub-step for crosslinking the resin.
En remarque, le deuxième motif défini par le deuxième masque 55 appliqué à la couche N+1 est cohérent avec le premier motif défini par le premier masque appliqué à la couche N, de sorte à obtenir des parties insolées et/ou non insolées au moins partiellement superposées, pour former finalement un moule. En effet, le procédé met ensuite en œuvre une sous-étape consistant à développer E1.7.1 la résine photosensible des couches N et N+1 . Dans cette sous-étape, une partie de résine est dissoute pour former une cavité dans chaque couche de résine, de sorte à révéler la structure du moule. Dans le cas du mode de réalisation où la résine photosensible est négative, le développement consiste à éliminer (/.e. supprimer, retirer, graver) les parties 32, 42 de résine non insolées. Alternativement, si la résine photosensible est positive, le développement consiste à éliminer les zones de résine insolées. As a note, the second pattern defined by the second mask 55 applied to the N+1 layer is consistent with the first pattern defined by the first mask applied to the N layer, so as to obtain at least partially superimposed insolated and/or non-insolated parts, to finally form a mold. Indeed, the method then implements a sub-step consisting of developing E1.7.1 the photosensitive resin of the N and N+1 layers. In this sub-step, a portion of resin is dissolved to form a cavity in each layer of resin, so as to reveal the structure of the mold. In the case of the embodiment where the photosensitive resin is negative, the development consists of eliminating (/.e. deleting, removing, etching) the non-insolated resin parts 32, 42. Alternatively, if the photosensitive resin is positive, the development consists of eliminating the insolated resin areas.
Le procédé de développement est connu de l’homme du métier et est adapté à la résine utilisée. Il peut être fait par dissolution de la résine par voie chimique, en utilisant des solvants appropriés et en étant mis en œuvre par sprayage de solvants ou par immersion dans ceux-ci. En variante, le développement peut faire appel à un procédé plasma. Une spécificité de ce mode de réalisation provient du fait que le développement agit à travers la couche conductrice 36 et les couches de filtre optique 35, 37 pour permettre le développement de la couche N 30 de résine photosensible sur laquelle ces couches 35, 36, 37 sont déposées. Dans le cas du développement par dissolution de la résine par voie chimique, le mode d’application des solvants par sprayage peut avoir une action mécanique suffisante sur la structure des couches 35, 36, 37 pour les endommager afin que les solvants puissent atteindre la résine photosensible de la couche N 30 sur laquelle elles sont déposées. Le mode d’application des solvants par immersion est néanmoins privilégié d’un point de vue industriel du fait de sa simplicité de mise en œuvre. La seule immersion peut s’avérer insuffisante pour le passage des solvants à travers les couches intermédiaires, qui seraient alors éliminées par soulèvement (ou « lift-off »). Alternativement, une étape classique de photolithographie suivie d’une gravure peut être mise en œuvre pour réaliser des ouvertures dans les couches 35, 36, 37 et faciliter ainsi le passage des solvants vers la couche N 30 inférieure. En variante encore, lors de l’immersion dans les solvants, des ultrasons sont appliqués pour casser les couches 35, 36, 37 et faciliter l’accès des solvants à la résine photosensible de la couche N inférieure. En variante encore, le même effet pourrait être obtenu par l’agitation des bains ou en utilisant des mégasons. Cette solution permet donc de mettre en œuvre le développement des deux couches N, N+1 de résine photosensible superposées, qu’elles soient immédiatement juxtaposées (en contact direct), ou séparées par les couches intermédiaires 35, 36, 37. De plus, ce développement est simultané pour les deux couches N, N+1 , c’est-à-dire est réalisé dans une même opération de dissolution de résine. Ce développement peut donc se faire par voie chimique par immersion, ce qui est favorable industriellement, tout en optimisant le rendement grâce aux variantes d’assistance par ultrasons (selon une définition large, soit une onde de pression de fréquence égale ou supérieure à 20 kHz, et de fréquence égale ou inférieure à 200 kHz) et autres mentionnées ci-dessus. The development method is known to those skilled in the art and is adapted to the resin used. It can be done by dissolving the resin chemically, using suitable solvents and being carried out by spraying solvents or by immersion in them. Alternatively, the development can use a plasma process. A specificity of this embodiment comes from the fact that the development acts through the conductive layer 36 and the optical filter layers 35, 37 to allow the development of the N layer 30 of photosensitive resin on which these layers 35, 36, 37 are deposited. In the case of development by chemical dissolution of the resin, the spraying method of applying the solvents can have sufficient mechanical action on the structure of the layers 35, 36, 37 to damage them so that the solvents can reach the photosensitive resin of the N layer 30 on which they are deposited. The immersion method of applying the solvents is nevertheless preferred from an industrial point of view due to its simplicity of implementation. Immersion alone may prove insufficient for the passage of the solvents through the intermediate layers, which would then be removed by lifting (or "lift-off"). Alternatively, a conventional photolithography step followed by etching can be implemented to make openings in the layers 35, 36, 37 and thus facilitate the passage of the solvents to the lower N layer 30. As a further variant, during immersion in the solvents, ultrasound is applied to break the layers 35, 36, 37 and facilitate access of the solvents to the photosensitive resin of the lower N layer. As a further variant, the same effect could be obtained by stirring the baths or by using megasounds. This solution therefore makes it possible to implement the development of the two superimposed layers N, N+1 of photosensitive resin, whether they are immediately juxtaposed (in direct contact), or separated by the intermediate layers 35, 36, 37. In addition, this development is simultaneous for the two layers N, N+1, that is to say is carried out in the same resin dissolution operation. This development can therefore be done chemically by immersion, which is industrially favorable, while optimizing the yield thanks to the variants of assistance by ultrasound (according to a broad definition, i.e. a pressure wave of frequency equal to or greater than 20 kHz, and of frequency equal to or less than 200 kHz) and others mentioned above.
La figure 2 illustre le moule 10 obtenu après développement E1.7.1 , E1.7.2 simultané des deux couches N, N+1 de résine photosensible. Par simultané, nous entendons que les deux couches sont développées en une même opération. Ce moule 10 comprend une première cavité 11 obtenue au sein de la première couche N 30 de résine photosensible, et une deuxième cavité 12 partiellement superposée obtenue au sein de la deuxième couche N+1 40. Comme décrit précédemment, ces deux cavités 11 , 12 sont respectivement obtenues par des masques correspondant respectivement à des premier et deuxième motifs prédéfinis. Une particularité du moule 10 selon ce deuxième mode de réalisation provient du fait que la couche N+1 40 de résine photosensible comprend au moins un flanc 14 d’une cavité 12 superposée au-dessus d’une cavité 11 de la couche N 30 de résine photosensible, notamment un flanc 14 situé au droit d’une cavité 11 ). La résine de la couche N+1 40 comprend ainsi une portion en porte-à-faux, au-dessus du vide (au-dessus de la cavité 11 ). En remarque, pour réaliser une telle structure en porte-à-faux, il est possible d’utiliser une approche particulièrement avantageuse, basée sur un film sec autoportant de résine, telle que décrite par le document EP3748437A1. Pour optimiser une telle structure avec porte-à-faux, il est préféré de développer la couche N 30 de résine le plus tardivement possible, donc dans la même opération que celle de la résine de la couche N+1 40. De telle sorte, la zone en porte-à-faux de résine de la couche N+1 40 reste supportée par la couche N 30 de résine le plus longtemps possible, limitant le risque de sa déformation. Figure 2 illustrates the mold 10 obtained after simultaneous development E1.7.1, E1.7.2 of the two layers N, N+1 of photosensitive resin. By simultaneous, we mean that the two layers are developed in the same operation. This mold 10 comprises a first cavity 11 obtained within the first layer N 30 of photosensitive resin, and a second cavity 12 partially superimposed obtained within the second layer N+1 40. As described previously, these two cavities 11, 12 are respectively obtained by masks corresponding respectively to first and second predefined patterns. A particularity of the mold 10 according to this second embodiment comes from the fact that the layer N+1 40 of photosensitive resin comprises at least one flank 14 of a cavity 12 superimposed above a cavity 11 of the layer N 30 of photosensitive resin, in particular a flank 14 located at the right of a cavity 11). The resin of the layer N+1 40 thus comprises a cantilevered portion, above the void (above the cavity 11). As a remark, to produce such a cantilevered structure, it is possible to use a particularly advantageous approach, based on a self-supporting dry film of resin, as described by the document EP3748437A1. To optimize such a structure with overhang, it is preferred to develop the N 30 layer of resin as late as possible, therefore in the same operation as that of the resin of the N+1 40 layer. In this way, the overhanging zone of resin of the N+1 40 layer remains supported by the N 30 layer of resin for as long as possible, limiting the risk of its deformation.
Le moule 10 selon ce mode de réalisation, représenté par la figure 2, comprend donc deux cavités 11 , 12 particulières formant une structure en porte-à-faux, expliquée précédemment. En complément, dans ce premier mode de réalisation, une sous-étape supplémentaire est mise en œuvre, consistant à graver la portion de la couche supérieure de filtre optique 37 qui se trouve à l’intérieur de la cavité 12 formée au niveau de la couche N+1 40 de résine photosensible, positionnant ainsi la couche conductrice 36 au fond de cette cavité, pour remplir sa fonction qui sera détaillée par la suite lors de l’utilisation du moule pour fabriquer un composant horloger. The mold 10 according to this embodiment, represented by FIG. 2, therefore comprises two particular cavities 11, 12 forming a cantilevered structure, explained previously. In addition, in this first embodiment, an additional sub-step is implemented, consisting of etching the portion of the upper optical filter layer 37 which is located inside the cavity 12 formed at the level of the N+1 layer 40 of photosensitive resin, thus positioning the conductive layer 36 at the bottom of this cavity, to fulfill its function which will be detailed later when using the mold to manufacture a watch component.
La figure 3 illustre un moule 10 sensiblement équivalent à celui décrit précédemment, selon une deuxième variante du premier mode de réalisation. Cette deuxième variante se distingue de la première variante décrite ci-dessus par le fait que les différentes couches intermédiaires entre les deux couches N, N+1 de résine photosensible, c’est-à-dire les couches de filtre optique 35, 37 et la couche conductrice 36 ne s’étendent pas sur toute la surface de la couche N 30 de résine photosensible, mais sont stratégiquement positionnées sur les zones où leur fonction est particulièrement souhaitée. Ainsi, la couche inférieure de filtre optique 35 n’est déposée sur la couche N de résine photosensible qu’au niveau des futures cavités 11 , 12 de la couche N et de la couche N+1 . Plus précisément, elle comprend son dépôt uniquement sur la surface de la couche N 30 de résine photosensible destinée à former une cavité 11 par le retrait de la résine photosensible et le fond d’une cavité 12. En variante encore, ce dépôt de la couche de filtre optique peut se faire uniquement sur la surface de la couche N 30 de résine photosensible destinée à la fois à former une cavité 11 tout en étant recouverte par une partie de résine de la couche N+1 40 de résine photosensible destinée à ne pas être retirée, au niveau d’un agencement en porte à faux sur ladite cavité 11 . De plus, la couche conductrice 36 n’est déposée qu’au niveau des futures cavités 12 de la couche N+1 40, pour recouvrir une partie du fond de ces cavités. Cette couche conductrice 36 occupe ainsi une superficie inférieure à celle de la couche de filtre optique 35, puisqu’elle ne se trouve par exemple pas sous la zone en porte-à faux de la couche N+1 40 de résine photosensible. La couche supérieure de filtre optique a été gravée et supprimée, ce qui fait qu’elle a complètement disparu du moule 10 résultant. Figure 3 illustrates a mold 10 substantially equivalent to that described previously, according to a second variant of the first embodiment. This second variant is distinguished from the first variant described above by the fact that the different intermediate layers between the two layers N, N+1 of photosensitive resin, that is to say the optical filter layers 35, 37 and the conductive layer 36 do not extend over the entire surface of the N layer 30 of photosensitive resin, but are strategically positioned on the areas where their function is particularly desired. Thus, the lower optical filter layer 35 is only deposited on the N layer of photosensitive resin at the level of the future cavities 11, 12 of the N layer and the N+1 layer. More precisely, it comprises its deposition only on the surface of the N layer 30 of photosensitive resin intended to form a cavity 11 by the removal of the photosensitive resin and the bottom of a cavity 12. As a further variant, this deposition of the optical filter layer can be done only on the surface of the N layer 30 of photosensitive resin intended both to form a cavity 11 while being covered by a portion of resin of the N+1 layer 40 of photosensitive resin intended not to be removed, at a cantilevered arrangement on said cavity 11. Furthermore, the conductive layer 36 is only deposited at the level of the future cavities 12 of the N+1 layer 40, to cover a portion of the bottom of these cavities. This conductive layer 36 thus occupies a smaller surface area than that of the optical filter layer 35, since it is not located, for example, under the overhanging zone of the N+1 layer 40 of photosensitive resin. The upper optical filter layer has been etched and removed, which means that it has completely disappeared from the resulting mold 10.
La figure 4 résume schématiquement les sous-étapes du procédé de fabrication d’un moule selon les variantes du premier mode de réalisation de l’invention, telles qu’elles ont été détaillées précédemment. Figure 4 schematically summarizes the sub-steps of the method of manufacturing a mold according to the variants of the first embodiment of the invention, as detailed previously.
Il apparaît donc dans les modes de réalisation précédents qu’une combinaison d’une couche conductrice et de deux couches de filtre optique est particulièrement adaptée pour de nombreux moules de fabrication de composants horlogers, comme cela sera précisé par la suite. La couche conductrice, comprise entre deux couches de filtre optique, permet de former une zone intermédiaire entre deux couches N, N+1 d’un moule de résine multiniveaux, en combinant les effets complémentaires des trois couches 35, 36, 37 intermédiaires de manière optimale. Toutefois, l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment. Par exemple, contrairement aux variantes décrites précédemment, les deux couches N, N+1 de résine photosensible pourraient être développées en deux sous-étapes E1.7.1 , E1.7.2 distinctes, la couche N 30 de résine photosensible étant insolée et développée avant le dépôt de la couche N+1 40 de résine photosensible. Cette approche pourrait être implémentée de manière alternative sur tous les modes de réalisation décrits. It therefore appears in the preceding embodiments that a combination of a conductive layer and two optical filter layers is particularly suitable for many molds for manufacturing watch components, as will be specified later. The conductive layer, included between two optical filter layers, makes it possible to form an intermediate zone between two layers N, N+1 of a multi-level resin mold, by combining the complementary effects of the three intermediate layers 35, 36, 37 in an optimal manner. However, the invention is not limited to the embodiments described above. For example, unlike the variants described above, the two layers N, N+1 of photosensitive resin could be developed in two separate sub-steps E1.7.1, E1.7.2, the layer N 30 of photosensitive resin being exposed and developed before the deposition of the layer N+1 40 of photosensitive resin. This approach could be implemented alternatively on all the embodiments described.
Naturellement, l’invention ne se limite pas aux variantes de réalisation du premier mode de réalisation. De nombreuses autres géométries de moules sont possibles, en fonction du composant horloger à fabriquer. L’utilisation d’une seule couche de filtre optique, comme cela va être illustré ci-dessous, avec ou sans couche conductrice, peut aussi permettre d’améliorer la réalisation d’un moule de fabrication d’un composant horloger. Ainsi, dans d’autres modes de réalisation, la zone intermédiaire entre les couches N, N+1 peut être modifiée en une seule couche de filtre optique avec optionnellement une couche conductrice. Naturally, the invention is not limited to the variant embodiments of the first embodiment. Many other mold geometries are possible, depending on the watch component to be manufactured. The use of a single layer of optical filter, as will be illustrated below, with or without a conductive layer, can also improve the production of a mold for manufacturing a watch component. Thus, in other embodiments, the intermediate zone between layers N, N+1 can be modified into a single layer of optical filter with optionally a conductive layer.
Les figures 5 et 6 représentent des vues en coupe de la fabrication d’un moule pour un composant horloger selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Figures 5 and 6 represent sectional views of the manufacture of a mold for a watch component according to a second embodiment of the invention.
La figure 5 illustre la structure multicouche obtenue après la mise en œuvre de différentes sous-étapes similaires à celles détaillées lors du premier mode de réalisation, et qui ne seront pas détaillées de nouveau. Cette structure comprend un empilement sur un substrat 20 comprenant une première couche N 30 de résine photosensible, insolée, recouverte sur toute sa surface supérieure par une unique couche de filtre optique 35. Cette couche de filtre optique 35 s’étend donc intégralement dans un même plan, comme dans toutes les variantes illustrées. Ce plan est avantageusement parallèle à la surface supérieure du substrat 20. Elle est positionnée sur la couche N 30 de résine N insolée et non développée. Ensuite, une deuxième couche N+1 40 de résine photosensible est disposée sur la couche N, de manière indirecte, puisqu’elle se trouve sur la couche de filtre optique 35. La figure 5 illustre plus précisément la sous-étape d’insolation E1 .6 de la couche N+1 40 de résine photosensible. Dans ce deuxième mode de réalisation, il apparaît qu’une partie des parties 41 insolées de la couche N+1 40 de résine se trouvent positionnées au droit de parties 32 non insolées de la couche N 30 de résine, qui ne doivent donc pas être insolées. Figure 5 illustrates the multilayer structure obtained after implementing different sub-steps similar to those detailed in the first embodiment, and which will not be detailed again. This structure comprises a stack on a substrate 20 comprising a first layer N 30 of photosensitive resin, exposed, covered over its entire upper surface by a single optical filter layer 35. This optical filter layer 35 therefore extends entirely in the same plane, as in all the illustrated variants. This plane is advantageously parallel to the upper surface of the substrate 20. It is positioned on the layer N 30 of exposed and undeveloped resin N. Then, a second layer N+1 40 of photosensitive resin is placed on the layer N, indirectly, since it is located on the optical filter layer 35. Figure 5 illustrates more precisely the sub-step E1.6 of exposure of the layer N+1 40 of photosensitive resin. In this second embodiment, it appears that a part of the exposed parts 41 of the N+1 layer 40 of resin are positioned in line with non-exposed parts 32 of the N layer 30 of resin, which must therefore not be exposed.
La couche de filtre optique 35 remplit une fonction de protection de la couche N 30 de résine photosensible dans cette sous-étape E1.6, pour empêcher son insolation parasite. En effet, lors de cette sous-étape, le rayonnement d’insolation 65 destiné à l’insolation de la couche N+1 40 risquerait d’atteindre la partie 32 non insolée de la couche N 30 de résine au niveau de futures zones dites de porte-à- faux du moule, induisant son insolation parasite puis la dégradation de la géométrie finale du moule. Ce risque est particulièrement lié à la structure dite en porte-à-faux puisqu’une partie de résine photosensible de la couche N+1 40 doit être insolée, tout en étant superposé à une partie 32 de la couche N 30 de résine photosensible qui ne doit pas être insolée. The optical filter layer 35 fulfills a function of protecting the N 30 layer of photosensitive resin in this sub-step E1.6, to prevent its parasitic insolation. Indeed, during this sub-step, the insolation radiation 65 intended for the insolation of the N+1 layer 40 would risk reaching the non-insulated part 32 of the N 30 layer of resin at the level of future so-called overhanging zones of the mold, inducing its parasitic insolation and then the degradation of the final geometry of the mold. This risk is particularly linked to the so-called overhanging structure since a part of photosensitive resin of the N+1 layer 40 must be insolated, while being superimposed on a part 32 of the N 30 layer of photosensitive resin which must not be insolated.
La figure 6 illustre le moule 10 obtenu après développement E1.7.1 , E1.7.2 simultané des deux couches N, N+1 de résine photosensible. Ce moule 10 comprend une première cavité 11 obtenue au sein de la première couche N 30 de résine photosensible, et une deuxième cavité 12 partiellement superposée obtenue au sein de la deuxième couche N+1 40. Comme décrit précédemment, ces deux cavités sont respectivement obtenues par des masques correspondant respectivement à des premier et deuxième motifs prédéfinis. Une particularité du moule selon ce deuxième mode de réalisation provient du fait que la couche N+1 40 de résine photosensible comprend au moins un flanc 14 d’une cavité 12 superposé au-dessus d’une cavité 11 de la couche N 30 de résine photosensible, notamment un flanc 14 situé au droit d’une cavité 11 . La résine de la couche N+1 comprend ainsi une portion en porte-à-faux, au-dessus du vide. En remarque, pour réaliser une telle structure en porte-à-faux, il est possible d’utiliser une approche particulièrement avantageuse, basée sur un film sec autoportant de résine, telle que décrite par le document EP3748437A1 , comme rappelé précédemment. Dans ce deuxième mode de réalisation, il apparait donc que le moule comprend comme zone intermédiaire entre les deux couches de résine une unique couche de filtre optique 35, contrairement à la zone en structure sandwich illustrée en relation avec les figures 1 à 3. Figure 6 illustrates the mold 10 obtained after simultaneous development E1.7.1, E1.7.2 of the two layers N, N+1 of photosensitive resin. This mold 10 comprises a first cavity 11 obtained within the first layer N 30 of photosensitive resin, and a second partially superimposed cavity 12 obtained within the second layer N+1 40. As described previously, these two cavities are respectively obtained by masks corresponding respectively to first and second predefined patterns. A particularity of the mold according to this second embodiment comes from the fact that the layer N+1 40 of photosensitive resin comprises at least one flank 14 of a cavity 12 superimposed above a cavity 11 of the layer N 30 of photosensitive resin, in particular a flank 14 located at right angles to a cavity 11. The resin of the layer N+1 thus comprises a cantilevered portion, above the void. As a note, to produce such a cantilevered structure, it is possible to use a particularly advantageous approach, based on a self-supporting dry film of resin, as described by document EP3748437A1, as previously recalled. In this second embodiment, it therefore appears that the mold comprises as intermediate zone between the two layers of resin a single layer of optical filter 35, unlike the sandwich structure zone illustrated in relation to figures 1 to 3.
Comme expliqué précédemment, le mode de réalisation de l’invention a été présenté sur la base d’un moule à deux couches de résine, de manière simplifiée. Naturellement, le principe de l’invention peut être appliqué pour former toute structure à plusieurs couches de résine, dont le nombre peut être supérieur à deux. De plus, la ou les couches intermédiaires, constituées d’une ou plusieurs couches de filtre optique et/ou d’une ou plusieurs couches conductrices peuvent présenter différentes configurations. As explained above, the embodiment of the invention has been presented on the basis of a two-layer resin mold, in a simplified manner. Naturally, the principle of the invention can be applied to form any structure with several resin layers, the number of which can be greater than two. In addition, the intermediate layer(s), consisting of one or more optical filter layers and/or one or more conductive layers, can have different configurations.
Les figures 7 à 12 illustrent ainsi une première variante d’un troisième mode de réalisation de l’invention dans lequel un moule comprend trois couches de résine, qui seront appelées N-1 15, N 30 et N+1 40, ces trois couches étant susceptibles d’être combinées avec d’autres couches de résine supérieure et/ou inférieure. Figures 7 to 12 thus illustrate a first variant of a third embodiment of the invention in which a mold comprises three layers of resin, which will be called N-1 15, N 30 and N+1 40, these three layers being capable of being combined with other upper and/or lower resin layers.
Ainsi, la figure 7 représente le résultat obtenu après insolation et développement d’une couche N-1 15 de résine, déposée sur un substrat 20. Thus, figure 7 represents the result obtained after exposure and development of a layer N-1 15 of resin, deposited on a substrate 20.
La figure 8 représente une sous-étape de dépôt E1 .2 d’une couche N 30 de résine, sur la couche N-1 15. Dans cette réalisation, la couche N 30 de résine photosensible s’étend aussi en partie contre des flancs de la résine de la couche N-1 et en partie sur le substrat 20. Figure 8 represents a sub-step E1.2 of depositing a layer N 30 of resin, on the layer N-1 15. In this embodiment, the layer N 30 of photosensitive resin also extends partly against the sides of the resin of the layer N-1 and partly on the substrate 20.
La figure 9 représente une sous-étape de dépôt E1 .4 d’une couche de filtre optique 35 sur une partie seulement de la surface supérieure de la couche N 30 de résine. Plus précisément, la couche de filtre optique 35 n’est pas appliquée sur une surface périphérique de la couche N 30 de résine. Cette couche N 30 de résine reste intégralement non insolée à ce stade, ce qui fait que la sous-étape d’insolation E1 .3 n’est pas mise en œuvre avant cette sous-étape de dépôt E1 .4. La figure 10 représente une sous-étape de dépôt E1.5 d’une couche N+1 40 de résine photosensible sur la couche N 30, de manière indirecte au niveau de la couche de filtre optique 35 et directement sur la couche N au niveau de sa partie périphérique. Figure 9 shows a sub-step E1.4 of depositing an optical filter layer 35 on only a portion of the upper surface of the resin layer N 30. More specifically, the optical filter layer 35 is not applied to a peripheral surface of the resin layer N 30. This resin layer N 30 remains completely unexposed at this stage, which means that the exposure sub-step E1.3 is not carried out before this deposition sub-step E1.4. Figure 10 represents a sub-step E1.5 of depositing a layer N+1 40 of photosensitive resin on the layer N 30, indirectly at the level of the optical filter layer 35 and directly on the layer N at the level of its peripheral part.
La figure 11 représente la sous-étape d’insolation E1.6 de la couche N+1 40 de résine. Dans cette sous-étape, la couche de filtre optique 35 empêche l’insolation parasite de la résine de la couche N 30, sauf dans sa zone périphérique où l’insolation est souhaitée. Ainsi, cette variante de réalisation réalise simultanément la sous-étape d’insolation E1.3 de la couche N 30 et la sous-étape d’insolation E1.6 de la couche N+1 40, c’est-à-dire dans une même opération, avec un seul rayonnement d’insolation 65. En remarque, la sous-étape d’insolation E1.3 de la couche N 30 est réalisée après la sous-étape de dépôt E1 .4 de la couche de filtre optique 35, contrairement aux modes de réalisation décrits précédemment. On comprend donc que dans tous les modes de réalisation, les deux sous-étapes E1 .3 et E1 .4 peuvent être réalisées dans un ordre quelconque, selon la géométrie du moule souhaitée. De plus, la couche de filtre optique 35 remplit la fonction de masque vis-à-vis de la couche N 30 lors de cette sous-étape consistant à insoler E1 .3 cette première couche N 30. Figure 11 represents the sub-step E1.6 of insolation of the N+1 layer 40 of resin. In this sub-step, the optical filter layer 35 prevents parasitic insolation of the resin of the N layer 30, except in its peripheral zone where insolation is desired. Thus, this variant embodiment simultaneously carries out the sub-step E1.3 of insolation of the N layer 30 and the sub-step E1.6 of insolation of the N+1 layer 40, that is to say in the same operation, with a single insolation radiation 65. As a remark, the sub-step E1.3 of insolation of the N layer 30 is carried out after the sub-step E1.4 of deposition of the optical filter layer 35, unlike the embodiments described previously. It is therefore understood that in all embodiments, the two sub-steps E1.3 and E1.4 can be carried out in any order, depending on the desired mold geometry. In addition, the optical filter layer 35 fulfills the function of a mask with respect to the layer N 30 during this sub-step consisting of exposing E1.3 this first layer N 30.
La figure 12 représente le moule 10 obtenu après la sous-étape de développement E1.7.1 , E1.7.2 dans une même opération des deux couches N 30, N+1 40 de résine photosensible. Ce moule 12 comprend une grande partie de la couche N+1 40 positionnée en porte-à-faux au-dessus du vide. Figure 12 represents the mold 10 obtained after the development sub-step E1.7.1, E1.7.2 in the same operation of the two layers N 30, N+1 40 of photosensitive resin. This mold 12 comprises a large part of the layer N+1 40 positioned cantilevered above the void.
La figure 13 illustre une deuxième variante du troisième mode de réalisation, qui diffère plus particulièrement par une alternative de la sous-étape consistant à insoler E1.3, E1.6 les deux couches N, N+1 de résine, en utilisant une couche supérieure de filtre optique 37 disposée sur la couche N+1 40, précisément sur la partie 42 qui ne doit pas être insolée. La couche supérieure de filtre optique 37 remplit donc ici une fonction différente de celles explicitées précédemment, puisqu’elle vient en remplacement du masque 65 conventionnel illustré sur la figure 11 . Une sous-étape de développement E1 .7.1 , E1 .7.2, mise en œuvre après cette sous-étape d’insolation E1.3, E1.6 permet ensuite d’obtenir un moule identique à celui représenté par la figure 12. Figure 13 illustrates a second variant of the third embodiment, which differs more particularly by an alternative of the sub-step consisting of exposing E1.3, E1.6 the two layers N, N+1 of resin, using an upper layer of optical filter 37 arranged on the N+1 layer 40, precisely on the part 42 which must not be exposed. The upper layer of optical filter 37 therefore fulfills here a function different from those explained previously, since it replaces the conventional mask 65 illustrated on the figure 11. A development sub-step E1.7.1, E1.7.2, implemented after this exposure sub-step E1.3, E1.6 then makes it possible to obtain a mold identical to that represented by figure 12.
En remarque, dans toutes les étapes d’insolation de tous les modes de réalisation de cette invention, ou même de manière plus générale dans toute solution nécessitant une insolation d’une résine, une couche de filtre optique peut être disposée sur la couche de résine pour remplir la fonction de masque lors de l’insolation, en remplacement d’un masque traditionnel. Ainsi, une invention peut porter sur tout procédé comprenant une étape d’insolation d’une couche de résine dans laquelle une couche de filtre optique est disposée sur ladite couche de résine pour remplir la fonction de masque. La couche de filtre optique ayant servi de masque peut ensuite être conservée ou peut être supprimée. As a note, in all the exposure steps of all the embodiments of this invention, or even more generally in any solution requiring exposure of a resin, an optical filter layer may be arranged on the resin layer to fulfill the function of a mask during exposure, replacing a traditional mask. Thus, an invention may relate to any method comprising a step of exposure of a resin layer in which an optical filter layer is arranged on said resin layer to fulfill the function of a mask. The optical filter layer having served as a mask may then be retained or may be removed.
La figure 14 représente une troisième variante du troisième mode de réalisation, qui met en œuvre une étape supplémentaire de dépôt E1.c d’une couche conductrice 36 sur le moule 10 obtenu par l’une des deux variantes explicitées ci- dessus. Cette couche conductrice 36 peut être déposée par toute technique explicitée précédemment, notamment par le dépôt PVD d’un métal ou d’un alliage métallique. Le flux de matière amené à constituer la couche conductrice 36 est symbolisé par des flèches « creuses en pointillés ». Dans un mode de réalisation avantageux, la cavité 12 formée dans la couche N+1 40 de résine correspond aux dimensions de la résine de la couche N-1 15, ce qui fait que la couche N+1 40 de résine sert de masque au dépôt de la couche conductrice 36, qui n’est déposée de manière précise et exacte que sur la surface supérieure de la couche N-1 15, et non sur ses flancs 17 par exemple. Dans un mode de réalisation particulier, le format du moule est donc choisi de manière avantageuse pour remplir une deuxième fonction de masque d’un dépôt de couche conductrice. Figure 14 represents a third variant of the third embodiment, which implements an additional step E1.c of depositing a conductive layer 36 on the mold 10 obtained by one of the two variants explained above. This conductive layer 36 can be deposited by any technique explained previously, in particular by the PVD deposition of a metal or a metal alloy. The flow of material used to constitute the conductive layer 36 is symbolized by “hollow dotted” arrows. In an advantageous embodiment, the cavity 12 formed in the N+1 layer 40 of resin corresponds to the dimensions of the resin of the N-1 layer 15, which means that the N+1 layer 40 of resin serves as a mask for the deposition of the conductive layer 36, which is deposited precisely and exactly only on the upper surface of the N-1 layer 15, and not on its sides 17 for example. In a particular embodiment, the format of the mold is therefore advantageously chosen to fulfill a second function of masking a conductive layer deposit.
La figure 15 illustre schématiquement les sous-étapes du procédé de fabrication d’un moule selon l’invention, telles qu’elles ont été détaillées précédemment. Nous pouvons noter qu’il existe plusieurs sous-étapes optionnelles, représentées en trait pointillé. De plus, l’ordre de certaines sous-étapes (par exemple E1 .3 et E1 .4) peut être inversé, comme explicité précédemment. La représentation ne correspond donc pas à un ordre chronologique obligatoire. Figure 15 schematically illustrates the sub-steps of the method for manufacturing a mold according to the invention, as detailed previously. We can note that there are several optional sub-steps, represented in lines dotted line. In addition, the order of some sub-steps (e.g. E1.3 and E1.4) may be reversed, as explained above. The representation therefore does not correspond to a mandatory chronological order.
Dans tous les modes de réalisation et leurs variantes, la sous-étape de développement est adaptée à la résine utilisée, et peut être basée sur une dissolution de la résine par voie chimique, en utilisant des solvants appropriés et en étant mis en œuvre par sprayage de solvants ou par immersion dans ceux-ci, de manière connue de la personne du métier. Toutefois, la présence d’une zone intermédiaire entre deux couches N, N+1 , ou au moins sur la couche N, voire sur la couche N+1 , à développer dans une même opération, ou pas, par la même voie chimique, complique l’accès à la couche N située sous la zone intermédiaire, voire à la couche N+1 si elle est située sous une couche de type filtre optique. Autrement dit, cette zone intermédiaire forme une barrière pour le passage de la solution chimique vers la couche de résine qu’elle recouvre. Ainsi, pour assister cette sous- étape de développement, dans tous les modes de réalisation et leurs variantes, des ultrasons peuvent être appliqués pour casser les couches intermédiaires et faciliter l’accès des solvants à la résine photosensible de la couche N inférieure, voire pour accéder à la couche N+1 . Nous entendons par ultrason une définition large, soit une onde de pression de fréquence égale ou supérieure à 20 kHz, et inférieure ou égale à 200 kHz. En variante ou complément, l’agitation des bains ou l’utilisation de mégasons pourrait être mise en œuvre. Cette solution permet donc de mettre en œuvre le développement des deux couches N, N+1 de résine photosensible superposées, ou au moins de la couche N inférieure, voire de la couche N+1. Ce développement peut donc se faire par voie chimique par immersion, ce qui est favorable industriellement, tout en optimisant le rendement grâce aux variantes d’assistance par ultrasons et autres mentionnées ci-dessus. In all embodiments and their variants, the development sub-step is adapted to the resin used, and may be based on a dissolution of the resin by chemical means, using appropriate solvents and being implemented by spraying solvents or by immersion in them, in a manner known to the person skilled in the art. However, the presence of an intermediate zone between two layers N, N+1, or at least on the N layer, or even on the N+1 layer, to be developed in the same operation, or not, by the same chemical means, complicates access to the N layer located under the intermediate zone, or even to the N+1 layer if it is located under an optical filter type layer. In other words, this intermediate zone forms a barrier for the passage of the chemical solution to the resin layer that it covers. Thus, to assist this sub-stage of development, in all embodiments and their variants, ultrasound can be applied to break the intermediate layers and facilitate access of the solvents to the photosensitive resin of the lower N layer, or even to access the N+1 layer. We understand ultrasound to be a broad definition, i.e. a pressure wave with a frequency equal to or greater than 20 kHz, and less than or equal to 200 kHz. As a variant or complement, the agitation of the baths or the use of megasounds could be implemented. This solution therefore makes it possible to implement the development of the two superimposed N, N+1 layers of photosensitive resin, or at least of the lower N layer, or even of the N+1 layer. This development can therefore be done chemically by immersion, which is industrially favorable, while optimizing the yield thanks to the ultrasonic assistance variants and others mentioned above.
Naturellement, l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits, qui peuvent notamment être combinés entre eux. L’invention porte aussi sur un moule pour la fabrication d’un composant horloger en tant que tel, caractérisé en ce qu’il comprend une couche N de résine photosensible formant au moins une première cavité du moule et une couche N+1 de résine photosensible formant au moins une deuxième cavité du moule, cette deuxième cavité étant superposée à la première cavité, et la couche N+1 de résine photosensible comprenant une partie en porte-à-faux au-dessus de la cavité de la couche N, la surface inférieure de cette partie étant au moins partiellement recouverte par une couche de filtre optique. Naturally, the invention is not limited to the embodiments described, which can in particular be combined with each other. The invention also relates to a mold for manufacturing a watch component as such, characterized in that it comprises a layer N of photosensitive resin forming at least a first cavity of the mold and a layer N+1 of photosensitive resin forming at least a second cavity of the mold, this second cavity being superimposed on the first cavity, and the layer N+1 of photosensitive resin comprising a portion overhanging above the cavity of the layer N, the lower surface of this portion being at least partially covered by an optical filter layer.
Finalement, il apparait que l’invention utilise au moins une couche de filtre optique pour fabriquer un moule complexe pour composant horloger présentant une structure avec porte-à-faux. Dans plusieurs modes de réalisation, cette couche de filtre optique s’étend intégralement dans un plan, ce qui est avantageux car simple à mettre en œuvre. De plus, cette couche de filtre optique peut aussi s’étendre sur la totalité de la surface d’une couche de résine photosensible, ce qui est aussi avantageux car simple à mettre en œuvre. En variante, elle peut ne s’étendre que sur une partie seulement de cette couche. De plus, cette couche de filtre optique remplit toujours la fonction consistant à empêcher des insolations parasites de résine photosensible, mais peut agir pour cela de manière différente selon les configurations, comme cela a été décrit précédemment : Finally, it appears that the invention uses at least one optical filter layer to manufacture a complex mold for a watch component having a cantilevered structure. In several embodiments, this optical filter layer extends entirely in a plane, which is advantageous because it is simple to implement. In addition, this optical filter layer can also extend over the entire surface of a photosensitive resin layer, which is also advantageous because it is simple to implement. Alternatively, it can extend over only a portion of this layer. In addition, this optical filter layer always fulfills the function of preventing parasitic exposure of the photosensitive resin, but can act for this purpose in a different manner depending on the configurations, as described previously:
- Elle peut être combinée à une couche conductrice, de sorte à éviter que cette couche conductrice n’induise une insolation parasite, par réflexion et/ou par son simple dépôt ; et/ou - It can be combined with a conductive layer, so as to prevent this conductive layer from inducing parasitic insolation, by reflection and/or by its simple deposition; and/or
- Elle peut servir à protéger une couche de résine d’une insolation au moment de l’insolation d’une couche supérieure superposée ; et/ou- It can be used to protect a layer of resin from exposure when an upper layer is exposed; and/or
- Elle peut servir à protéger une couche de résine d’une insolation au moment de sa propre insolation, remplaçant ainsi tout ou partie d’un masque traditionnel. - It can be used to protect a layer of resin from exposure at the time of its own exposure, thus replacing all or part of a traditional mask.
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 œuvre, comme décrit précédemment, pour éliminer ainsi en tout ou partie la survenue de tels rayonnements d’insolation parasites, et garantir ainsi la formation précise d’un moule. Il apparaît qu’un risque d’insolation parasite existe même dans une situation simple de rayonnement d’insolation perpendiculaire au substrat, et avec des couches superposées de résine comprenant des surfaces supérieure et/ou inférieure parallèles au substrat, c’est-à-dire dans des géométries angulaires a priori simples. En effet, comme cela a été décrit précédemment, malgré cette approche, la seule complexité de la géométrie des différentes couches superposées, du fait du positionnement relatif de leurs parties insolées et non insolées, et du fait de la présence optionnelle de couches métalliques, peut induire des risques d’insolation parasite. The existence of stray insolation radiation is relatively predictable since it depends on the geometry of the chosen configuration. Thus, preferably, as soon as there is a risk of stray insolation radiation, the method according to the invention is implemented, as described above, to thereby eliminate in whole or in part the occurrence of such stray insolation radiation, and thus guarantee the precise formation of a mold. It appears that a risk of stray insolation exists even in a simple situation of insolation radiation perpendicular to the substrate, and with superimposed layers of resin comprising upper and/or lower surfaces parallel to the substrate, that is to say in a priori simple angular geometries. Indeed, as described above, despite this approach, the sheer complexity of the geometry of the different superimposed layers, due to the relative positioning of their insolated and non-insolated parts, and due to the optional presence of metal layers, can induce risks of stray insolation.
L’invention porte aussi sur un procédé de fabrication d’un composant horloger en tant que tel, dont la première étape E1 consiste en la mise en œuvre du procédé de fabrication d’un moule tel que décrit précédemment. Un tel type de moule est multicouche, comme décrit précédemment. Chaque couche comprend une ou plusieurs cavités, et la réunion de ces cavités, qui communiquent entre elles, forme une plus grande cavité, la cavité du moule, dont la géométrie globale correspond à celle du composant horloger à fabriquer. La deuxième étape E2 du procédé de fabrication repose sur l’utilisation d’un tel moule pour fabriquer un composant horloger 1 en tant que tel. The invention also relates to a method for manufacturing a watch component as such, the first step E1 of which consists of implementing the method for manufacturing a mold as described above. Such a type of mold is multi-layer, as described above. Each layer comprises one or more cavities, and the joining of these cavities, which communicate with each other, forms a larger cavity, the mold cavity, the overall geometry of which corresponds to that of the watch component to be manufactured. The second step E2 of the manufacturing method is based on the use of such a mold to manufacture a watch component 1 as such.
Un mode de réalisation de cette deuxième étape E2 va maintenant être décrit de manière détaillée. La deuxième étape E2 comprend une première sous-étape consistant à remplir E2.1 tout ou partie du moule avec un matériau, que nous appellerons matériau du composant. An embodiment of this second step E2 will now be described in detail. The second step E2 comprises a first substep consisting of filling E2.1 all or part of the mold with a material, which we will call the component material.
Selon une première variante de réalisation, cette sous-étape consiste à remplir E2.1 le moule par électrodéposition, électroformage, ou galvanoplastie. Elle permet alors de réaliser un composant métallique. Le matériau du composant peut alors être un métal ou un alliage de métal tel que, par exemple, l’or, le nickel, le cuivre, ou le nickel-phosphore (NiP). Cette sous-étape est de préférence prolongée jusqu’au remplissage de toute la hauteur de la cavité du moule, ce qui présente l’avantage de permettre la croissance en continu d’un métal ou d’un alliage, dans une même opération de remplissage. According to a first embodiment variant, this sub-step consists of filling E2.1 the mold by electrodeposition, electroforming, or electroplating. It then makes it possible to produce a metal component. The material of the component can then be a metal or a metal alloy such as, for example, gold, nickel, copper, or nickel-phosphorus (NiP). This sub-step is preferably extended until the entire height of the mold cavity is filled, which has the advantage of allowing the continuous growth of a metal or alloy, in the same filling operation.
Dans cette première variante de réalisation, 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 étape de fabrication du moule, comme décrit précédemment, dans le cas où une partie de la surface supérieure 21 du substrat 20 forme un fond du moule. In this first embodiment variant, it is necessary for the mold to be at least partly made of conductive material, to act as an electrode for priming, with a view to future metallic growth of the watch component in the mold. Thus, if the substrate is not made of conductive material, such a conductive layer is added to the substrate in the first step of manufacturing the mold, as described previously, in the case where a part of the upper surface 21 of the substrate 20 forms a bottom of the mold.
D’autre part, au moins une couche conductrice 36 peut être avantageusement utilisée, comme décrite précédemment dans la fabrication du moule, pour remplir de même une fonction de conducteur électrique lors de la croissance du métal dans un tel moule, comme illustré par les réalisations des figures 2, 3 et 14. On the other hand, at least one conductive layer 36 can be advantageously used, as described previously in the manufacture of the mold, to likewise fulfill an electrical conductor function during the growth of the metal in such a mold, as illustrated by the embodiments of figures 2, 3 and 14.
Selon une deuxième variante de réalisation, le moule peut être utilisé pour couler un matériau du composant lors de la sous-étape E2.1 de remplissage. Par exemple, il est possible de couler de la barbotine afin d’obtenir un composant horloger en céramique technique. Selon une autre variante, il est possible de couler ou mettre en forme un matériau composite ou du verre métallique dans le moule. Selon une autre variante, il est possible de thermoformer un matériau dans le moule. According to a second embodiment, the mold can be used to cast a component material during the filling sub-step E2.1. For example, it is possible to cast slip in order to obtain a technical ceramic watch component. According to another embodiment, it is possible to cast or shape a composite material or metallic glass in the mold. According to another embodiment, it is possible to thermoform a material in the mold.
Optionnellement, un insert peut être mis en place dans la cavité du moule, de façon à être entouré du matériau du composant lors du remplissage du moule. Optionally, an insert can be placed in the mold cavity, so that it is surrounded by the component material when filling the mold.
L’étape E2 comprend ensuite une sous-étape optionnelle de mise d'épaisseur E2.2 du composant horloger, par exemple par polissage mécanique simultané de la couche métallique issue de la croissance galvanique, ou plus généralement du matériau de remplissage, et du moule en résine, pour obtenir une surface supérieure plane, horizontale. Step E2 then includes an optional sub-step E2.2 of thicknessing the watch component, for example by simultaneous mechanical polishing of the metallic layer resulting from galvanic growth, or more generally from the filling material, and the resin mold, to obtain a flat, horizontal upper surface.
Le procédé comprend ensuite une sous-étape consistant à détacher (autrement dit démouler) le composant horloger du moule obtenu par l’étape précédente. The method then includes a sub-step consisting of detaching (in other words unmolding) the watch component from the mold obtained by the previous step.
Pour cela, le procédé comprend par exemple une sous-étape E2.3 consistant à détacher le composant horloger et la résine du moule du substrat 20, par exemple par délamination de la couche conductrice qui revêt le substrat. To do this, the method comprises, for example, a sub-step E2.3 consisting of detaching the watch component and the resin from the mold of the substrate 20, for example by delamination of the conductive layer which coats the substrate.
Le procédé comprend une autre sous-étape consistant à détacher E2.4 le composant horloger de son moule en résine. Dans cette sous-étape, la résine formant tout ou 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, l’attaque plasma, ou l’ablation laser. The method comprises another sub-step consisting of detaching E2.4 the watch component from its resin mold. In this sub-step, the resin forming all or 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, plasma etching, or laser ablation.
L’ordre des sous-étapes E2.3 et E2.4 peut être inversé. The order of sub-steps E2.3 and E2.4 can be reversed.
Il ressort du procédé décrit précédemment que toute la surface du composant horloger 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 comprenant une forme complexe. It is clear from the method described above that the entire surface of the watch component formed in direct contact with the mold according to the invention has a perfect final shape upon demolding, without the need for any additional operation. The invention thus makes it possible to very simply manufacture a watch component comprising a complex shape.
Optionnellement, une étape de finition peut être mise en œuvre au niveau de la face opposée 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 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 en 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 consistant à revêtir et/ou décorer et/ou usiner et/ou colorer et/ou polir et/ou rectifier peut s’appliquer sur la face opposée du composant horloger non directement en contact avec le moule. Dans ce cas, elle peut donc être réalisée avant ou après les sous-étapes E2.3, E2.4 consistant à détacher le composant horloger du moule. En variante, l’étape de finition, particulièrement une étape de coloration, peut s’appliquer sur la face du composant horloger formée directement en contact avec le moule, voire sur l’ensemble du composant horloger. Optionally, a finishing step may be implemented on the face 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 of the watch component, for example to ensure its flatness. In addition or as a variant, this finishing step may consist of modifying the color or the tribological properties of at least one part of the surface of the watch component by depositing a coating formed by a physical vapor deposition PVD process, or chemical vapor deposition CVD, or atomic layer deposition ALD, or pulsed laser ablation deposition PLD. As a note, this finishing step consisting of coating and/or decorating and/or machining and/or coloring and/or polishing and/or grinding can be applied to the opposite face of the watch component not directly in contact with the mold. In this case, it can therefore be carried out before or after sub-steps E2.3, E2.4 consisting of detaching the watch component from the mold. Alternatively, the finishing step, particularly a coloring step, can be applied to the face of the watch component formed directly in contact with the mold, or even to the entire watch component.
La figure 16 résume schématiquement les sous-étapes de l’étape E2 du procédé de fabrication d’un composant horloger. Figure 16 schematically summarizes the sub-steps of step E2 of the manufacturing process of a watch component.
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, c’est-à-dire comprendre tout ou partie de céramique, avantageusement au moins 50% en poids de céramique. Selon un autre mode de réalisation, le matériau du composant peut être un 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 se présente en matériau composite. According to one embodiment, the material of the watch component is a metal or a metal alloy, in particular based on nickel or gold or copper. According to another embodiment, the material of the component may be based on ceramic, that is to say comprise all or part of ceramic, advantageously at least 50% by weight of ceramic. According to another embodiment, the material of the component may be a composite material. The resulting watch component is thus mainly made of metal or a metal alloy, for example based on nickel or gold or copper, or is mainly made of ceramic, or is made of a composite material.
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. 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, de façon non-limitative, une pierre précieuse décorative, un axe horloger, ou un rubis horloger. The method for manufacturing a watch component as described above is suitable for the manufacture of a multitude of different watch components. For example, the watch component may be a watch exterior component such as an applique or a hand, or a movement component, such as an escape wheel or an anchor or even a spring. According to an alternative embodiment, the watch component may comprise one or more inserts, aesthetic or functional. For this, the manufacturing method may comprise an intermediate step consisting of placing at least one insert in the manufacturing mold, before the step of filling the mold with the material of the component, involving the securing of this material of the component with the at least one insert. Such an insert may be, in a non-limiting manner, a decorative precious stone, a watch axis, or a watch ruby.
Notamment, l’invention permet de fabriquer un composant horloger qui se caractérise par le fait qu’il se présente majoritairement sous une forme monobloc, et même d’un seul tenant, puisque le composant horloger peut être formé par le remplissage du moule dans une seule et même opération de remplissage de l’intégralité du moule, au contraire par exemple d’une solution qui consisterait à remplir le moule couche par couche dans des opérations distinctes, auquel cas il y aurait une fragilité potentielle au niveau des interfaces entre chaque couche. In particular, the invention makes it possible to manufacture a watch component which is characterized by the fact that it is mainly in a single-piece form, and even in a single piece, since the watch component can be formed by filling the mold in a single operation of filling the entire mold, unlike, for example, a solution which would consist of filling the mold layer by layer in separate operations, in which case there would be potential fragility at the interfaces between each layer.
Le composant horloger résultant est donc avantageusement d’un seul tenant, à l’exception d’un éventuel insert. Le composant horloger résultant est donc avantageusement homogène. 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. Le composant horloger peut ainsi présenter des surfaces planes parallèles entre elles et des flancs perpendiculaires à ces surfaces planes, sans surface inclinée. The resulting watch component is therefore advantageously a single piece, with the exception of a possible insert. The resulting watch component is therefore advantageously homogeneous. Alternatively, the watch component or timepiece may consist of at least two separate associated parts, at least one part of which is produced using the manufacturing method according to the invention. The watch component may thus have mutually parallel flat surfaces and flanks perpendicular to these flat surfaces, without an inclined surface.
L’invention porte aussi sur une pièce d’horlogerie qui comprend au moins un composant horloger selon l’invention. The invention also relates to a timepiece which comprises at least one timepiece component according to the invention.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0607680B1 (en) * | 1992-12-22 | 1998-11-04 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Formation of microstructures using a preformed photoresist sheet |
| US20050277064A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Bae Systems Information & Electronic Systems Integration, Inc. | Lithographic semiconductor manufacturing using a multi-layered process |
| JP5231769B2 (en) * | 2007-02-27 | 2013-07-10 | セイコーインスツル株式会社 | ELECTROMOLD, ELECTROMOLD MANUFACTURING METHOD, WATCH PARTS, AND WATCH |
| EP3748437A1 (en) | 2019-06-07 | 2020-12-09 | Rolex Sa | Manufacture of a timepiece component |
-
2025
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0607680B1 (en) * | 1992-12-22 | 1998-11-04 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Formation of microstructures using a preformed photoresist sheet |
| US20050277064A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Bae Systems Information & Electronic Systems Integration, Inc. | Lithographic semiconductor manufacturing using a multi-layered process |
| JP5231769B2 (en) * | 2007-02-27 | 2013-07-10 | セイコーインスツル株式会社 | ELECTROMOLD, ELECTROMOLD MANUFACTURING METHOD, WATCH PARTS, AND WATCH |
| EP3748437A1 (en) | 2019-06-07 | 2020-12-09 | Rolex Sa | Manufacture of a timepiece component |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHUNG C K ET AL: "Effect of seed layer stress on the fabrication of monolithic MEMS microstructure", MICROSYSTEM TECHNOLOGIES ; MICRO AND NANOSYSTEMS INFORMATION STORAGE AND PROCESSING SYSTEMS, SPRINGER, BERLIN, DE, vol. 13, no. 3-4, 18 July 2006 (2006-07-18), pages 299 - 304, XP019474558, ISSN: 1432-1858, DOI: 10.1007/S00542-006-0179-Y * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025186395A8 (en) | 2025-10-02 |
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