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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-03-18
(45)【発行日】2025-03-27
(54)【発明の名称】時計部品の製造方法
(51)【国際特許分類】
G04B 11/04 20060101AFI20250319BHJP
G04B 17/06 20060101ALI20250319BHJP
G04B 15/14 20060101ALI20250319BHJP
G04B 13/02 20060101ALI20250319BHJP
【ＦＩ】
G04B11/04
G04B17/06 A
G04B15/14 A
G04B13/02 Z
【請求項の数】
13
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2019228082
(22)【出願日】2019-12-18
(65)【公開番号】P2020118677
(43)【公開日】2020-08-06
【審査請求日】2022-11-22
(31)【優先権主張番号】18215108.4
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】599091346
【氏名又は名称】ロレックス・ソシエテ・アノニム
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＬＥＸ ＳＡ
(74)【代理人】
【識別番号】110000062
【氏名又は名称】弁理士法人第一国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】カラム， フロリアン
(72)【発明者】
【氏名】メーグリ， アレクサンドラ
(72)【発明者】
【氏名】ムルトン， ザビエル
【審査官】藤澤 和浩
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１７６７１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１４８３９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－５７２８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００３／０２７３５５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２００５－５２０６９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平７－５０５０６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５０２８１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第３２６０９３２（ＥＰ，Ａ１）
【文献】Carsten et al，Hybrid lithography: Combining UV-exposure and two photon direct laser writing，Optics Express，21，2013年，p.29921-29926，https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-21-24-29921&id=274892
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０４Ｂ １／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第２構造を用いて形成される時計部品用金型のマスターパターンの製造方法であって、前記方法は、少なくとも、少なくとも１つのマスクを介して照射することにより第１感光性樹脂を重合し、その後前記第１感光性樹脂を現像することで得られる第１パターンを含む、前記第１感光性樹脂から少なくとも１つの感光性樹脂層を含む第１構造を製造する（Ｅ１）ステップと、
第２感光性樹脂を少なくとも１つの表面へ追加することで、前記第１構造の前記少なくとも１つの表面を構造化することにより、前記第１構造を前記第２構造へ転換する（Ｅ２）ステップであって、前記第１構造を転換する（Ｅ２）ことからなる当該ステップは、
前記第２感光性樹脂の層を前記第１構造の前記少なくとも１つの表面の少なくとも一部分に形成する（Ｅ２１）ステップと、
第２パターンの外形及びまたは形状を定義するボクセルへレーザビームを案内し焦点を合わせるように、前記第２感光性樹脂に少なくとも部分的に沈設される対物レンズを含む光子装置を用いて、レーザビームが前記対物レンズと空気との間の接触面、及び空気と前記第２感光性樹脂との間の接触面を交差することを防ぎながら、前記第２パターンに基づく立体重合を得るために、前記第２感光性樹脂へ２光子重合を実施する（Ｅ２２）ステップと、
前記第２感光性樹脂を除去し、前記第１及び第２パターンで定義される形状の前記第
２構造を得るために現像する（Ｅ２３）ステップと、
を含むステップと、
を含み、
前記第１感光性樹脂は、ＳＵ－８タイプまたはＳＵ－８－１００タイプであり、前記第２感光性樹脂は、前記第１感光性樹脂とは異なる液状樹脂または半流動体樹脂であり、
前記２光子重合を実施する（Ｅ２２）ことからなるステップは、前記対物レンズで集束したレーザビームにより前記ボクセル内で前記第２感光性樹脂の液状樹脂または半流動体樹脂が重合されて硬化することにより、０．００１μｍ３またはそれより優れた三次元分解能、及びまたは０．１μｍまたはそれより優れた方位分解能の、第２パターンを定義することを可能にする、方法。
【請求項2】
前記第１構造を転換する（Ｅ２）ことからなるステップは、前記第１構造の少なくとも１つの側面上へ前記第２感光性樹脂を追加することを含む、請求項１に記載の時計部品用金型のマスターパターンの製造方法。
【請求項3】
前記第１感光性樹脂を露光する（Ｅ１２）ことからなるステップは、基板に直角または実質的に直角な横側面を含む、及びまたは基板に平行または実質的に平行な一定断面積の、第１構造を生成する、請求項１または２に記載の時計部品用金型のマスターパターンの製造方法。
【請求項4】
前記２つの樹脂は、ポジまたはネガである、
請求項１から３のいずれか一項に記載の時計部品用金型のマスターパターンの製造方法。
【請求項5】
前記方法は、前記第２構造へ、電着または電気めっきを用いて、前記時計部品用金型の前記マスターパターンを少なくとも部分的に形成する金属層を形成する（Ｅ３１）ステップと、
前記金属層から形成される前記時計部品用金型の前記マスターパターンを前記第２構造から分離する（Ｅ３３）ステップと、
を含む、
請求項１から４のいずれか一項に記載の時計部品用金型のマスターパターンの製造方法。
【請求項6】
前記金属層の金属は、ニッケル基またはニッケルリン合金である、請求項５に記載の時計部品用金型のマスターパターンの製造方法。
【請求項7】
前記第２構造を、セラミック粉末を含む製品によって、流体経路を用いて充填する（Ｅ３１’）ステップと、前記製品を統合する（Ｅ３２’）ステップと、
前記製品により形成されるブランクを前記第２構造から分離する（Ｅ３３’）ステップと、
前のステップで得られた前記ブランクを脱バインダし、その後焼結により高密度化する（Ｅ３４’）ステップと、
を含む、
請求項１から４のいずれか一項に記載の時計部品用金型のマスターパターンの製造方法。
【請求項8】
前記第２構造は、時計部品用金型の前記マスターパターンを直接形成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の時計部品用金型のマスターパターンの製造方法。
【請求項9】
前記方法は、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を用いてマスターパターン（２；２’）を製造することからなるステップと、時計部品用金型（３；３’）を製造する（Ｅ４；Ｅ４’；Ｅ４’’；Ｅ４＊）ために前記マスターパターンを用いることからなるステップと、その後時計部品を製造する（Ｅ５；Ｅ５’）ための製造用金型として当該時計部品用金型（３；３’）を使用することからなるステップであって、前記時計部品は、セラミック製であるステップと、を含む、時計部品の製造方法。
【請求項10】
前記時計部品用金型（３；３’）は、ポリマー製である、請求項９に記載の時計部品の製造方法。
【請求項11】
前記時計部品用金型（３：３’）を製造（Ｅ４；Ｅ４’）するために前記マスターパターンを使用することからなる前記ステップは、前記マスターパターン（２；２’）を補完するため、環状要素（７）と共に、ポリマーの体積を受けることが意図される体積を囲む（Ｅ４１；Ｅ４１’）サブステップと、
エラストマの体積を前記環状要素（７）で補完された前記マスターパターン（２；２’）で形成される型穴空洞内へ注ぐ（Ｅ４２；Ｅ４２’）サブステップと、
エラストマを硬化させるために前記エラストマの体積を重合する（Ｅ４３；Ｅ４３’）サブステップと、
前記時計部品用金型（３；３’）を前記マスターパターン（２；２’）と前記環状要素（７）とから分離する（Ｅ４４；Ｅ４４’）サブステップ、
を含む、
請求項１０に記載の時計部品の製造方法。
【請求項12】
前記時計部品用金型（３；３’）は、金属または金属合金またはセラミック製である、請求項９に記載の時計部品の製造方法。
【請求項13】
前記時計部品を製造する（Ｅ５；Ｅ５’）ことからなる前記ステップは、前記時計部品用金型（３；３’）を、セラミック粉末を含む製品によって、液体経路を用いて充填する（Ｅ５１；Ｅ５１’）サブステップと、
前記製品を固定する（Ｅ５２；Ｅ５２’）サブステップと、
前記時計部品用金型（３；３’）から前記製品で形成されるブランクを分離する（Ｅ５
３、Ｅ５３‘’）サブステップと、 前記ブランクを分離するサブステップで得られた前記ブランクを脱バインダし、その後焼結により高密度化する（Ｅ５４、Ｅ５４’）サブステップ、
を用いて、工業用セラミックで時計部品を製造することを含む、
請求項９から１２のいずれか一項に記載の時計部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、時計部品用金型の製造を可能にすることが意図されるマスターパターンの製造方法、および時計部品の製造方法に関する。換言すれば、本発明は、時計部品用金型のマスターパターンの製造方法、および時計部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
フォトリソグラフィは、時計部品の製造に通常用いられ、特に時計部品の製造に用いられる樹脂金型の形成を可能にする、技術である。
【0003】
特許文献１は、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いた、少なくとも２層の金属製部品を製造する方法の実施を開示する。
【0004】
特許文献２は、フォトリソグラフィ技術を用いた、多層時計部品を製造する改善された方法を提案する。
【0005】
特許文献３は、フォトリソグラフィで形成された金型が用いられる、多結晶セラミック製の時計部品の製造方法を開示する。
【0006】
いわゆる従来のフォトリソグラフィに基づくこうした従来技術の手法は、マイクロメートルまたはナノメートル規模で複雑な形状など、完全に全ての三次元形状を製造することは不可能であるというという欠点を有する。
【0007】
更に、例えば従来のフォトリソグラフィ方法を用いて製造されたマスターパターンから、軟質材料製の金型を得ることを可能にする方法を説明するために、「ソフトリソグラフィ」の文言が用いられる。
【0008】
従来技術の当該方法は、マイクロメートルまたはナノメートル規模で複雑な形状など、完全に全ての三次元形状を製造することは不可能であるという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】欧州特許出願公開第２４０５３００号明細書
【文献】欧州特許出願公開第３０３５１２５号明細書
【文献】欧州特許出願公開第３２６０９３２号明細書
【文献】米国特許第９３０２４３０号
【文献】国際公開第２０１７／１０２６６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
このため、本発明の目的の一つは、従来技術から既知の方法を改善し、可能であればマイクロメートルまたはナノメートル規模で複雑な形状の、三次元時計部品を製造するための解決策を提案することである。本発明の他の目的は、高い信頼性と高い再現性と高精度を有する時計部品の製造を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
このため、本発明は、時計部品用金型の製造を可能にすることが意図されるマスターパターンの製造方法と、時計部品の製造方法に関する。時計部品用金型のマスターパターンの製造方法は少なくとも、
少なくとも１つのマスクを介して照射することにより第１感光性樹脂を重合し、その後前記第１感光性樹脂を現像することで得られる第１パターンを含む、前記第１感光性樹脂から少なくとも１つの感光性樹脂層を含む第１構造を製造するステップと、
第２感光性樹脂を少なくとも１つの表面へ追加することで、前記第１構造の前記少なくとも１つの表面を構造化することにより、前記第１構造を第２構造へ転換するステップと、を含むことを特徴とする。当該ステップは有利には、２光子重合技術を用いる。
少なくとも１つのマスクを介して照射することにより第１感光性樹脂を重合し、その後前記第１感光性樹脂を現像することで得られる第１パターンを含む、前記第１感光性樹脂から少なくとも１つの感光性樹脂層を含む第１構造を製造するステップと、
第２感光性樹脂を少なくとも１つの表面へ追加することで、前記第１構造の前記少なくとも１つの表面を構造化することにより、前記第１構造を第２構造へ転換するステップと、を含むことを特徴とする。当該ステップは有利には、２光子重合技術を用いる。
【0012】
本発明は、より具体的には、請求項により定義される。
【0013】
本発明のこうした目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照した、非限定的例示として与えられる、特定の実施形態についての以下の説明において、より詳細に提示される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明は、有利には、従来のフォトリソグラフィに基づく少なくとも１つのステップと、ＴＰＰという略称で知られる２光子重合技術に基づく少なくとも１つのステップとを組み合わせる、とりわけ時計部品用金型の製造を可能にすることが意図されるマスターパターンの製造方法を実施する。例えば当該方法は、時計から乖離した分野の、特許文献４に開示された方法で用いられる。最終的に当該方法は、従来のフォトリソグラフィと全く異なる、特定の、三次元の、フォトリソグラフィ方式に例えることができる。
【0016】
より具体的には、本発明は、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて基板上に第１構造を製造するＥ１からなる第１ステップと、有利には２光子重合技術を用いて第１構造の少なくとも１つの表面を構造化することで、第１構造を第２構造へ変換するＥ２からなる第２ステップとを少なくとも含む、製造方法を実施する。
【0017】
本発明の第１実施形態において、製造方法は、第１及び第２ステップＥ１、Ｅ２に加えて、
時計部品６用金型３の製造を可能にすることが意図されるマスターパターン２を製造するＥ３、Ｅ３’からなる第３ステップと、
当該金型３を製造するＥ４からなる第４ステップと、
当該時計部品６を製造するＥ５からなるステップと、
を含む。
時計部品６用金型３の製造を可能にすることが意図されるマスターパターン２を製造するＥ３、Ｅ３’からなる第３ステップと、
当該金型３を製造するＥ４からなる第４ステップと、
当該時計部品６を製造するＥ５からなるステップと、
を含む。
【0018】
本発明の第１実施形態の第１代替形態にかかる製造方法は、図１及び２に図示される自動装置爪６の製造の文脈で説明される。自動装置爪６は、例えば、工業用セラミック、好ましくはイットリア安定化ジルコニアといったセラミック製であり、開口６２を含み、当該開口の壁は、例えば爪の開口６２の壁と、壁と協働する案内手段との間の接触面積を減少させるよう設計される微細構造６３を含む。当該爪は、そしてとりわけ開口６２の微細構造化壁は、高度に複雑な形状を有しており、有利には、第１実施形態にかかる製造方法により得ることができる。
【0019】
図３から図１１を参照して、上述の自動装置爪の製造に特に適している、そしてより一般的にはあらゆる時計部品の製造に適している、時計部品用金型の製造を可能にすることが意図されるマスターパターンの製造方法と、当該マスターパターンから得られた金型を用いた時計部品の製造方法の第１実施形態を説明する。
【0020】
当該方法は、従来のフォトリソグラフィ技術を用いて、基板２０上に第１構造１０を製造するＥ１からなる、第１ステップを含む。
【0021】
慣習により、水平方向を、基板２０の平面に平行な方向と定義する。垂直方向を、水平方向に直角な方向であり、このため基板の平面に直角な方向と定義する。
【0022】
当該基板２０は、ステンレス鋼など、金属製のウェハの形状を取ってもよく、シリコンウェハ、またはガラスウェハ、またはセラミックウェハの形状を取ってもよい。有利には、平面状である。基板は、任意で、例えばレーザ加工により製造された構造を含んでもよい。これら構造は、例えば、パターンを、とりわけ加工されたパターンを、及びまたは空洞を含んでもよい。基板は、とりわけ脱脂、洗浄、場合により不動態化、及びまたは活性化に関して、当業者に既知の規則に沿って準備される。好みにより、基板２０は、高い正確さを持って位置決め可能なように、参照記号が設けられる。基板２０は、例えばステンレス鋼といった導電性素材製であってもよい。代替的に、例えばシリコンといった、不導電性素材製の基板を用いることも可能である。この場合、基板２０の上面に、第１ステップＥ１前に実施される準備ステップにおいて、例えば熱蒸発を用いて、導電層２１が形成されてもよい。既知の方法により、当該導電開始層２１は、金または銅の層で覆われた、クロム、ニッケル、またはチタンの副層を含んでもよく、このため多層構造の形状を示してもよい。
【0023】
第１ステップは、当業者に既知の規則により、基板２０の導電層２１の全部または一部を所望の高さにわたり第１感光性樹脂３１の層で覆うように（または導電層２１がない場合に基板２０の上面を直接覆うように）、第１感光性樹脂３１を形成するＥ１１からなるサブステップを含む。第１感光性樹脂３１は、従来のフォトリソグラフィに適している。第１感光性樹脂３１は、ネガでもポジでもよい。前者の場合、照射の作用下で現像薬に対して不溶またはかろうじて可溶となる（すなわち、照射された区域は現像に抵抗する）よう設計される一方、後者の場合、照射の作用下で現像薬に対して可溶になるよう設計され、照射に曝されない部分は不溶またはかろうじて可溶に維持される。当該感光性樹脂３１は、ＳＵ－８タイプであってもよく、これはＵＶ照射の作用下で重合されるネガ感光性樹脂であり、例えばＭｉｃｒｏｃｈｅｍ社の樹脂ＳＵ－８－１００樹脂である。
【0024】
その後、第１ステップは、図３で示すように、マスク４で定義された第１パターンに従い第１感光性樹脂を重合させるために、第１感光性樹脂３１をマスク４を通じて、とりわけマスクに実質的に直角な方向のＵＶ照射、Ｘ線照射、またはエレクトロンビームを用いて、曝すＥ１２からなるサブステップを含む。当該露光は、感光性樹脂３１の層を、開口と不透明区域を含むマスク４を通した光照射に曝すことからなる。このため、当該マスクは、構造をまたは構造の一部を形成するために複製される第１パターンを定義する。用いられる照射は、マスクに形成された開口と直接に一致している樹脂の区域のみが照射されるように、マスクが延長する平面に直角にまたは実質的に直角であり、また基板２０に直角にまたは実質的に直角である。このため、これら区域は、直角または実質的に直角な壁、すなわち基板２０の平面に直角または実質的に直角な壁により定義される。代替的に、非直角または傾斜した壁を形成するために、透過率に変化を有するマスクが用いられてもよい。
【0025】
次に、第１ステップは、第１感光性樹脂３１を現像するＥ１３からなるサブステップを含む。樹脂３１がネガ樹脂である実施形態では、現像は、樹脂の非露光（すなわち、非照射）区域を、感光性樹脂３１に適した方法で、例えば化学製品を用いて溶解することで、またはプラズマプロセスを用いて、除去することからなる。代替として、ポジ感光性樹脂の場合、照射区域は、現像中に例えば化学的経路経由で除去され、非照射区域は基板上に維持される。現像後、基板２０の上面、または任意の導電層２１は、樹脂が除去された場所で表面化される。このため、樹脂の残余部分は、図４に示すように、第１構造１０を形成する。当該構造は、基板２０の上面の上、またはある場合には基板２０の導電層２１上に載置される。このため、第１構造１０は、上部（重合化樹脂と空気との間の接触面として定義される）と下部（重合化樹脂と基板２０または任意の導電層２１の上面との間の接触面として定義される）の２つの水平表面間に延長し、２つの水平表面間に延長する、一般的に実質的に垂直だが代替的に傾斜してもよい、側面１１を含む。これら側面は、従来のフォトリソグラフィを用いた非重合化感光性樹脂の除去により第１感光性樹脂３１に形成された開口の結果である。好みにより、第１構造１０は、（２つの上部及び下部表面間で測定された）一定の高さを有する。
【0026】
多層構造を作成するために、第１ステップＥ１は、異なる第１サブパターンを備えた異なるマスクにより、上述のサブステップの繰り返しを伴ってもよく、その結果として、様々な第１サブパターンの組み合わせに対応する第１パターンを有する第１構造が作成される。
【0027】
当該方法は、その後、第１構造１０の少なくとも１つの表面を、とりわけ第１構造１０の少なくとも１つの側面１１を構造化することにより、第１構造１０を第２構造１へ転換するＥ２からなる第２ステップを含む。当該ステップは、少なくとも１つの表面へ、重合化樹脂内の第２立体パターン１２を追加することを含む。
【0028】
このため、第２ステップは、図５に示すように、第１構造１０の少なくとも１つの上述の表面の少なくとも一部に、とりわけ少なくとも１つの側面１１に、液状または半流動体の第２感光性樹脂３２の層を形成するＥ２１からなる、サブステップを含む。当該ステップは、例えば、ドロップキャスト、または液状または半流動体樹脂の適用を可能にするその他あらゆる方法（スプレー塗装、回転塗布等）により実施されてよい。第２感光性樹脂３２は、前述の２光子重合技術に特に適している。第２感光性樹脂３２は、ネガでもポジでもよい。ある特定の実施形態において、使用される感光性樹脂３２は、半流動体樹脂、例えばネガ樹脂であるＮａｎｏｓｃｒｉｂｅ社によるＩＰ－ＤｉｐＴＭ樹脂である。実施形態は、上記説明に限定されるものではない。第１構造の上記表面は、とりわけ多層時計部品の製造の場合には、代替的にまたは追加的に水平であってもよく、側面に限定されない。
【0029】
有利には、第１及び第２感光性樹脂３１、３２は、同一でもよい。その場合、２つのステップＥ１、Ｅ２に使用される樹脂は、従来のフォトリソグラフィと２光子重合とに適したものである。
【0030】
その後、第２ステップは、所定の第２立体パターンに従った立体重合を達成するために、図６に示すように、第２感光性樹脂３２の層の少なくとも一部へ２光子重合を実施するＥ２２からなるサブステップを含む。このために、方法は、第２パターンに対応する空間的座標に従って感光性樹脂を重合させるために、感光性樹脂３２上または内へ電磁波を照射することが意図される光子装置５を用いてもよい。本方法の利点は、とりわけ垂直方向に非連続なパターンといった、達成可能な解像度の正確性とパターンの複雑さである。
【0031】
有利な実施形態によれば、光子装置５は、第２パターンの形状または立体形状１２を定義する空間的座標に従って重合させるために、第２感光性樹脂３２に少なくとも部分的に沈設される対物レンズ５１を含む。当該代替態様は、有利には、第２立体パターンの解像度を最適化することができる。より具体的には、対物レンズ５１は、焦点が第２パターンの外形または形状１２を定義する様々な空間的座標を通過するように、レーザビーム５２を案内し焦点を合わせるよう設計される。座標のそれぞれに対して、２光子は、レーザ５２の焦点において「ボクセル」として知られる非常に小さな体積内で、樹脂３２に同時に吸収されてもよい。化学反応が開始され、液状または半流動体樹脂は重合され、ボクセル内で硬化する。このため、レーザビーム５２の焦点の経路によって生じるボクセルは、第２パターンの外形または形状１２を定義する。有利な効果を得るためにレーザの集束レンズと感光性樹脂３２の素材を組み合わせると、ボクセルの直径は０．１μｍより小さくでき、このため、第１構造１０の少なくとも１つの表面に、とりわけ少なくとも１つの側面１１に、非常に高解像度の微細構造またはナノ構造を定義することが可能になる。当該ステップは、０．００１μｍ３またはそれより優れた三次元分解能と、ボクセルの直径に等しい、すなわち０．１μｍまたはそれより優れた方位分解能の、第２パターンを定義することを可能にする。
【0032】
加えて、対物レンズ５１の第２感光性樹脂３２への少なくとも部分的または完全な沈設は、レーザビーム５２が対物レンズと空気との間の接触面、及び空気と第２感光性樹脂との間の接触面を交差することを防ぎ、また当該接触面におけるレーザビームの偏向を回避する。レーザビーム（光子線）は、第２感光性樹脂と独占的に相互作用する。レーザビームは連続媒体内で処理され、あらゆる寄生反射や屈折や動力喪失を防ぐ。このため、レーザビームの経路は最小化され、既に重合された部分の検知が簡単になる。このため、第２パターンの三次元分解能が最適化され、処理スピードが最大化される。
【0033】
更に、図６に示すように、第２パターンは、第１構造１０の側面１１への、とりわけ基板２０に直角または実質的に直角な表面への、第２感光性樹脂３２の形成により、少なくとも部分的に水平方向に延長してもよく、または大幅な水平成分を有する方向に延長してもよい。
【0034】
このため、当該ステップは、図７に示すように、例えば表面１１上に方形波または階段１２の形状を有する、微細構造またはナノ構造を形成してもよい。当該形状は、表面１１内に切り込まれることはなく、表面１１上に浮き彫りで適用される。
【0035】
その後、第２ステップは、非重合化第２感光性樹脂３２を除去し、第１及び第２パターンで定義された形状の第２構造１を得るために、第２感光性樹脂３２を現像するＥ２３からなるサブステップを含む。具体的には、所定の立体形状に従って第２感光性樹脂３２が重合されると、露光されなかった感光性樹脂３２の区域は、ネガ感光性樹脂の場合には、例えば化学製品に溶解することで、またはプラズマ加工を用いて、除去される。好みにより、用いられる化学製品は、第１ステップで用いられるものと同一である。これは、例えば、ＰＧＭＥＡ基溶剤であってもよい。
【0036】
当該第２ステップの最後に、それぞれ上述の２つのパターンに形作られた２つの感光性樹脂３１、３２の組み合わせが、最終的に、基板２０に付着された第２構造１を形成する。
【0037】
第１実施形態によれば、当該第２構造１は、基板２０とともに、時計部品の製造用第
２金型を製造することが意図されるマスターパターンの製造用第１金型を形成することが意図される。第１実施形態において、第２構造は、少なくとも１つの空洞１３を有してもよい。
２金型を製造することが意図されるマスターパターンの製造用第１金型を形成することが意図される。第１実施形態において、第２構造は、少なくとも１つの空洞１３を有してもよい。
【0038】
上述の方法のステップＥ１、Ｅ２の結果、完全にあらゆる複雑な立体形状を有する第２構造１を形成することが可能になり、このため対応する複雑な立体形状を有する完全にあらゆる時計部品用金型のマスターパターンの製造を可能にする。
【0039】
製造方法は、その後、時計部品製造用金型を製造することが意図されるマスターパターンを製造するために、第２構造１を使用するＥ３、Ｅ３’からなる第３ステップを実施する。
【0040】
より具体的には、第３ステップＥ３、Ｅ３’は、第２構造１と基板２０とを、時計部品６を直接製造することが意図される第２金型３の製造が意図されるマスターパターン２の製造用金型として、共に使用することからなる。
【0041】
当該マスターパターン２は、とりわけ金属または金属合金またはセラミック製、または複合材料製であってもよい。好みにより、マスターパターン２は、基板２０を含む。
【0042】
第１実施形態の、以下に説明する第１代替形態によれば、マスターパターン２は、金属のまたは金属合金の層２２を基板２０上に成長させた結果である。このため、マスターパターンは、好ましくは、基板２０、存在する場合には層２１、及び基板上に成長した金属または金属合金の層２２で構成される。代替的に、マスターパターン２は、基板２０を含まず、事前に基板から分離された層である、基板上に成長した金属または金属合金の層２２の形状を有する。
【0043】
実施形態の第１代替形態において、第３ステップは、図８に示すように、第２構造１の空洞または複数の空洞１３へ、電着または電気めっきにより、マスターパターン２を少なくとも部分的に形成する金属層２２を形成するＥ３１からなるサブステップを含む。当該サブステップにおいて、上述の導電層２１または導電性素材製の場合は基板２０それ自体が、堆積反応を開始するために陰極として作用する。当該ステップは、例えば、ＬＩＧＡ方法と、例えばニッケル（Ｎｉ）またはニッケルリン（ＮｉＰ）またはあらゆるニッケル基合金といった金属または金属合金を用いる。有利には、特許文献５に記載の合金を用いることができる。得られた金属層２２は、好ましくは、第２構造１により形成された金型の高さと同じ高さＨを有する。金属層２２はまた、金型の高さよりも低い高さを有してもよく、金型の高さよりも高い高さを有してもよい。任意で、当該サブステップは、完全に平面状の水平上面を得るために、金属層と金型の同時機械研磨による、高さ調節を含んでもよい。
【0044】
更に、得られた金属層２２は、好ましくは、層２１の高さより実質的に大きい高さＨを有する。高さは、層２１の高さの５倍より大きく、または層２１の高さの１０倍より大きい。
【0045】
当該実施形態の第１代替形態において、第３ステップは、例えば導電層２１を基板から剥離することで、当該金属層２２と第２構造１から形成されるアセンブリを基板２０から分離するＥ３２からなる任意のサブステップを含んでもよい。
【0046】
当該実施形態の第１代替形態において、第３ステップは、図９で示す結果を得るために、例えば化学攻撃またはプラズマを用いて、とりわけ当該金属層２２で形成されたマスターパターン２を第２構造１から分離するＥ３３からなるサブステップを含む。
【0047】
実行可能なサブステップＥ３２とサブステップＥ３３は、どのような順番で実施されてもよい。
【0048】
以下に説明する第１実施形態の第２代替形態によれば、マスターパターン２は、基板２０上へのセラミックの層の形成の結果である。このため、マスターパターンは、好ましくは、基板２０、存在する場合には層２１、及び基板上に形成されたセラミックの層で構成される。代替的に、マスターパターン２は、基板２０を含まず、事前に基板から分離された層である、基板上に成長したセラミックの層の形状を取る。
【0049】
当該実施形態の第２代替形態において、第３ステップＥ３’は、第２構造１を、セラミック粉末を含む製品によって、液体経路を用いて充填するＥ３１’からなるサブステップを含む。当該ステップは、例えば、スラリーを注入するまたはジェルを注入するまたは凝固物を注入することを含んでもよい。代替的に、当該ステップは、導電性素材製の基板の場合、または基板の上面が導電層２１で被覆されている場合には、電気泳動法を用いて実施されてもよい。スラリーの場合、スラリーは液体物質、セラミック粉末、および少なくとも１つの添加物を含んでもよい。液体物質は、水、アルコールまたは他の有機溶媒を含んでもよい。セラミック粉末は例えば、ジルコニアまたはアルミナまたは酸化物またはカーバイドまたは窒化物を含んでもよい。当該ステップは、空気が含有されない完璧な充填を保証するために、真空下で行われてもよい。
【0050】
当該サブステップＥ３１’は、将来的な基板２０からのマスターパターン２のブランクの脱バインダを簡単にする目的で、第２構造１の少なくとも１つの空洞１３に対向する基板２０の少なくとも表面部分を準備すること、または第２構造１の少なくとも１つの空洞１３に対向する基板２０の少なくとも表面部分にコーティングを塗布することからなる、任意のサブステップにより先行されてもよい。当該ブランクは、例えば、マスターパターン２の前身である、素地の形態をとってもよい。
【0051】
当該実施形態の第２代替形態において、第１ステップは、第２構造１に位置された製品を統合するＥ３２’からなるサブステップを含む。当該サブステップは、とりわけ、マスターパターン２のブランクを得るための、スラリーの乾燥を含んでもよい。
【0052】
任意の中間サブステップは、金型の脱バインダ前に、マスターパターン２のブランクの高さを調節することからなってもよい。当該ブランクは、例えば、マスターパターン２の前身である、素地の形態を取ってもよい。
【0053】
当該実施形態の第２代替形態において、第３ステップは、マスターパターンのブランクを、第２構造１で形成された製造金型から分離するＥ３３’からなるサブステップを含む。当該分離は、例えば化学攻撃により、またはプラズマを用いた処理により、達成されてもよい。
【0054】
当該実施形態の第２代替形態において、第３ステップは、最後に、前のステップで得られたブランクを脱バインダし、その後焼結により高密度化するＥ３４’からなるサブステップを含む。好みにより、基板２０は、第３ステップＥ３’のサブステップが実施される温度に耐えることが意図される素材製である。例えば基板は、シリコンまたはアルミナ製であってもよい。代替的に、マスターパターン２は、基板２０を含まず、事前に基板から分離されたセラミック層の形状を有する。
【0055】
第１実施形態の代替形態によれば、マスターパターン２は、少なくとも一部がエラストマといった軟質素材で構成されてもよい。例えば、そして非包括的に、シリコン、ＰＤＭＳポリジメチルシロキサン、ゴム、ポリブタジエン、ふっ素エラストマ等に言及することができる。
【0056】
第１実施形態の代替形態がどれであれ、時計部品の製造方法は、第２金型３を製造するために、上述の方法ステップで得られたマスターパターンを用いるＥ４からなる第４ステップを含む。第２金型３は、有利には、マスターパターン２から簡単に除去できるように、軟質素材製である。第２金型３は、例えば、ポリマー製、とりわけＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）またはシリコンといった、エラストマ製であってもよい。
【0057】
当該ステップＥ４は、マスターパターン２と、金型の型穴空洞を少なくとも部分的に定義する環状要素７といった補助手段とを用いて第２金型３の前身であるエラストマの体積３３を受けることが意図される体積を囲むＥ４１からなる第１ステップを含む。
【0058】
当該ステップＥ４は、その後、図１０に示すように、エラストマの体積３３をマスターパターン２と環状要素７とで定義される型穴空洞内へ注ぐＥ４２からなる第２サブステップを含む。
【0059】
当該ステップＥ４は、その後、事前に定義された型穴空洞内で凝固させるために、エラストマ３３の体積を重合するＥ４３からなる第３サブステップを含む。
【0060】
当該ステップＥ４は、その後、エラストマ金型３をマスターパターン２と環状要素７とから分離するＥ４４からなる第４サブステップを含む。
【0061】
第１実施形態の代替形態がどれであれ、時計部品の製造方法は、その後、第２金型３を用いて時計部品６を製造するＥ５からなる第５ステップを含む。
【0062】
当該ステップＥ５は、例えば、本発明の第１実施形態の第２代替形態のステップＥ３’のサブステップＥ３１’、Ｅ３２’、Ｅ３３’Ｅ３４’と類似のサブステップＥ５１、Ｅ５２、Ｅ５３、Ｅ５４を含む。
【0063】
当該ステップＥ５は、とりわけ、金型３を、セラミック粉末を含む製品によって、液体経路を用いて充填するＥ５１からなるサブステップを含む。当該ステップは、例えば、スラリーを注入するまたはジェルを注入するまたは凝固物を注入することを含んでもよい。スラリーの場合、スラリーは液体物質、セラミック粉末、および少なくとも１つの添加物を含んでもよい。液体物質は、水、アルコールまたは他の有機溶媒を含んでもよい。セラミック粉末は、例えば、ジルコニアまたはアルミナまたは酸化物またはカーバイドまたは窒化物を含んでもよい。当該ステップは、空気が含有されない完璧な充填を保証するために、真空下で行われてもよい。
【0064】
当該サブステップＥ５１は、将来的な金型３からの部品６のブランクの脱バインダを簡単にする目的で、金型３の少なくとも表面部分を準備することまたは金型３の少なくとも表面部分にコーティングを塗布することからなる任意のサブステップにより先行されてもよい。当該ブランクは、例えば、部品６の前身である、素地の形態をとってもよいことを注記する。
【0065】
ステップＥ５は、その後、金型３に位置された製品を統合するＥ５２からなるサブステップをとりわけ含んでもよい。当該サブステップは、とりわけ、部品６のブランクを得るための、スラリーの乾燥を含んでもよい。
【0066】
任意の中間サブステップは、金型の脱バインダ前に、部品６のブランクの高さを調節することからなってもよい。
【0067】
ステップＥ５は、その後、部品６のブランクと金型３とを分離するＥ５３からなるサブステップをとりわけ含んでもよい。当該分離は、例えば、化学攻撃により、またはプラズマを用いた処理により、達成されてもよい。
【0068】
ステップＥ５は、その後、前のステップで得られた部品６のブランクを脱バインダし、焼結により高密度化するＥ５４からなるサブステップをとりわけ含んでもよい。
【0069】
時計部品は、好ましくは、セラミックまたは複合材料製である。このようなセラミック部品は、好ましくは、工業用セラミックとして知られるセラミック製である。「工業用セラミック」は、酸化アルミニウムに基づく、およびまたは酸化ジルコニウムに基づく、およびまたはとりわけ酸化イットリウム及びまたは酸化セリウム及びまたは酸化マグネシウムにより安定化された酸化ジルコニウムに基づく、およびまたはアルミン酸ストロンチウム、とりわけドープされたアルミン酸ストロンチウム製、およびまたは窒化物製、およびまたは炭化物製の、高密度物質であって、任意でとりわけ金属酸化物及びまたは混合金属酸化物及びまたはスピネル相を用いて着色された高密度物質に与えられる名前である。説明の簡素化のため、部品６を製造するために用いられる「工業用セラミック」に言及するために「セラミック」の文言を使用することができる。素材は、その密度が、問題の素材の理論密度の９５％から１００％の間に含まれる場合、「高密度」と見做される。ここで、「基づく」との考え方は、言及された化学成分が、関連するセラミックの全体化学組成の少なくとも５０重量％を示すことを意味することを注記する。部品を形成するために用いられる工業用セラミックは、理論的には、金型を形成するために用いられる可能性のあるセラミックとは異なることを注記する。
【0070】
本発明の第２実施形態において、第２構造１は、時計部品６の製造用金型３’のマスターパターン２’を、少なくとも部分的に、形成することが意図される。第２ステップＥ２の終わりに、上述の２つのパターンにそれぞれ形作られた２つの感光性樹脂３１、３２の組み合わせが、基板２０に付着された第２構造１を形成する。
【0071】
図１２から１６は、本発明の第２実施形態にかかる、図１及び２に図示された自動装置爪の金型３’の製造を可能にすることが意図されるマスターパターン２’の製造方法の連続するステップを図示する。当該第２構造１は、ここでは、基板２０と共に、時計部品６用金型３’を製造するためのマスターパターン２’を形成することが意図される。代替的に、マスターパターン２’はいかなる基板２０も含まず、事前に当該基板から分離された第２構造１の形態を取る。このため、第１実施形態の場合と異なり、ここでは第２構造１は、マスターパターンの製造用金型ではなく、マスターパターン２’を直接形成する。
【0072】
当該第２実施形態において、第２構造１は、少なくとも１つの空洞１３を含んでもよい。
【0073】
当該第２実施形態において、時計部品の製造方法は、図１７に図示するように、金型３’を製造するためにマスターパターン２’を使用するＥ４’、Ｅ４’’、Ｅ４＊からなる第３ステップを含む。
【0074】
第２実施形態の第１代替形態によれば、当該金型３’は、有利には、マスターパターン２’から簡単に除去できるように、軟質素材製である。当該第２金型３’は、例えば、ポリマー製、とりわけＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）またはシリコンといった、エラストマ製であってもよい。
【0075】
当該第２実施形態の第１代替形態によれば、時計部品の製造方法は、図１７に図示するように、金型３’を製造するためにマスターパターン２’を使用するＥ４’からなる第３ステップを含む。ステップＥ４’は、例えば、前述のステップＥ４のサブステップＥ４１、Ｅ４２、Ｅ４３、Ｅ４４に類似のサブステップＥ４１’、Ｅ４２’、Ｅ４３’、Ｅ４４’を含んでもよい。
【0076】
第２実施形態の第２及び第３代替形態において、金型３’は、硬質であってもよい。この場合、マスターパターン２’は、犠牲マスターパターンであってもよい。
【0077】
第２実施形態の第２代替形態によれば、金型３’は、基板２０上に金属または金属合金の層を成長させた結果である。このため、金型３’は、好ましくは、基板２０、存在する場合には層２１、及び基板上に成長した金属または金属合金の層で構成される。代替的に、金型３’は、基板２０を含まず、事前に基板から分離された層である、基板上に成長した金属または金属合金の層の形状を有する。ここで金型３’は、少なくとも１つの空洞を含む。
【0078】
当該第２実施形態の第２代替形態によれば、金型３’を製造するためにマスターパターン２’を使用するＥ４’’からなる第３ステップは、本発明の第１実施形態の第１代替形態のステップＥ３のサブステップＥ３１、Ｅ３２、Ｅ３３に類似の、サブステップＥ４１’’、Ｅ４２’’、Ｅ４３’’を含む。
【0079】
第２実施形態の第３代替形態によれば、金型３’は、基板２０上へのセラミックの層の形成の結果である。このため、金型３’は、好ましくは、基板２０、存在する場合には層２１、及び基板上に形成されたセラミックの層で構成される。代替的に、金型３’は、基板２０を含まず、事前に基板から分離された層である、基板上のセラミックの層の形状を有する。ここで金型３’は、少なくとも１つの空洞を含む。
【0080】
当該第２実施形態の第３代替形態によれば、金型３’を製造するためにマスターパターン２’を使用するＥ４＊からなる第３ステップは、本発明の第１実施形態の第２代替形態のステップＥ３’のサブステップＥ３１’、Ｅ３２’、Ｅ３３’、Ｅ３４’に類似の、サブステップＥ４１＊、Ｅ４２＊、Ｅ４３＊、Ｅ４４＊を含む。
【0081】
第２実施形態の代替形態がどれであれ、時計部品の製造方法は、その後、金型３’を用いて時計部品６を製造するＥ５’からなる第４ステップを含む。
【0082】
ステップＥ５’は、とりわけ上述のステップＥ５のサブステップＥ５１、Ｅ５２、Ｅ５３、Ｅ５４に類似のサブステップＥ５１’、Ｅ５２’、Ｅ５３’、Ｅ５４’を含んでもよい。
【0083】
硬質金型３’の場合、部品６または部品６のブランクは、部品または部品６のブランクが製造される素材の収縮を活用して、金型３’から除去できる。
【0084】
上述の時計部品の製造方法は、例えば、例示及び非限定的例として、テンプ、アンクル、ジャンパ、ピニオン、歯車、レバー、ばね、カム、またはブランクといった、全ての時計部品の製造に用いられてもよい。製造方法は、とりわけ必然的に、微細構造を含むあらゆる要素の製造に用いられてもよい。
【0085】
このため、本発明は、２つの異なる技術を有利に組み合わせることにより、求められた目的を達成できることが明らかである。従来のフォトリソグラフィは、第１ステップにおいて時計部品用金型の製造を、簡単に、迅速に、および信頼性高く形成することを可能にすることが意図されるマスターパターンの主たる容積を形成することを可能にし、２光子重合技術は、より複雑でそれほど迅速ではないが、より正確且つ柔軟な第２ステップにおいて、当該主たる容積に複雑な形状を追加可能にし、これによりあらゆる立体形状パターンを完全に定義可能にする。これは、形状が複雑で、単純且つ堅固な方法で製造された、時計部品用金型のマスターパターンをもたらす。
【符号の説明】
【0086】
１ 第２構造
２ マスターパターン
３ 金型
４ マスク
５ 光子装置
６ 時計部品
７ 環状要素
１０ 第１構造
１１ 側面
１３ 空洞
２０ 基板
２１ 導電層
２２ 金属層
３１ 第１感光性樹脂
３２ 第２感光性樹脂
２ マスターパターン
３ 金型
４ マスク
５ 光子装置
６ 時計部品
７ 環状要素
１０ 第１構造
１１ 側面
１３ 空洞
２０ 基板
２１ 導電層
２２ 金属層
３１ 第１感光性樹脂
３２ 第２感光性樹脂
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
